Tese: Estudo termodinâmico, econômico e ambiental de uma usina sucro-energética operando com ciclo híbrido consumindo bagaço de cana e gás natural
Aluno(a) : Leandro Andrade FurtadoOrientador(a): José A. Parise e Sergio Vieira G. Ribeiro
Área de Concentração: Termociências
Data: 28/02/2018
Link para tese/dissertação: http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.35597
Resumo: O crescimento da demanda por energia elétrica e investimentos governamentais em fontes renováveis incentivam produtores do setor sucroenergético no país a buscar melhorias nos processos de suas usinas. Através do aumento da produção de vapor nas caldeiras de biomassa, que operam com ciclos Rankine, é possível gerar energia elétrica excedente para comercialização. O Brasil, um dos maiores produtores de cana-de-açúcar do mundo, gera resíduos derivados da cana com alto potencial energético. Os ciclos termodinâmicos híbridos têm sido utilizados em várias usinas de biomassa no exterior utilizando como combustíveis o gás natural e resíduos sólidos urbano (waste-to-energy). Como mostrado por diferentes autores, é possível através destes ciclos, melhorar a eficiência térmica destas usinas utilizando gases quentes da exaustão de uma turbina a gás operando com gás natural. A desvantagem é que o percentual de participação do gás natural de alguns ciclos híbridos pode ser alto, tornando estes projetos economicamente inviáveis. Neste trabalho será aplicado um ciclo híbrido adaptado para usinas de cana-de-açúcar brasileiras que queimam o bagaço em caldeiras de biomassa com reaquecimento externo. Os benefícios destes ciclos termodinâmicos incluem a melhoria de eficiência da planta, acarretando na maior geração de energia elétrica e aumento da quantidade de vapor de processo produzido para a mesma quantidade de bagaço queimado originalmente. Além da melhoria da eficiência térmica, o ciclo tem como uma de suas principais vantagens o fato de não depender de grandes quantidades de gás natural, reduzindo a possibilidade de prejuízos caso haja aumento do seu preço. Por último será mostrado que embora haja a queima deste combustível fóssil é possível reduzir as emissões de CO2/KWh devido ao seu baixo consumo na usina aliado a elevada geração de energia elétrica.