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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Análise técnico-econômica do recolhimento e uso de palha de cana-de-açúcar em sistemas de gaseificação integrada a ciclos combinados
Title Alternative: Technical-economic analysis of the recovery and use of sugarcane straw in gasification systems integrated to combined cycles
Author: Pelegia, Erick Del Bianco, 1992-
Advisor: Seabra, Joaquim Eugênio Abel, 1981-
Abstract: Resumo: A biomassa é uma fonte de energia cujo uso remonta milênios e hoje está presente tanto num uso moderno, em sistemas de geração de potência e calor, quanto no uso doméstico tradicional. Esta contradição está presente no Brasil, que apresenta um consumo ainda importante de lenha concomitante com o uso avançado de biomassa, movido pelo uso de bagaço no setor sucroenergético. Porém, para avançar no uso da bioenergia, é necessário coibir o uso tradicional e fortalecer o uso avançado. No que tange aos usos avançados, não só o bagaço pode ser utilizado. Atualmente a queimada dos canaviais enquanto prática de colheita vem diminuindo sistematicamente, introduzindo a palha de cana de açúcar, antes queimada, como uma possível fonte energética. O potencial de geração de energia elétrica a partir dessa biomassa é expressivo, principalmente através de sistemas avançados como o Biomass Integrated Gasification - Gas Turbine/Combined Cycle (BIG-GTCC). Este trabalho avaliou o desempenho técnico-econômico de sistemas BIG-GTCC integrados a usinas sucroenergéticas com recuperação de palha. Nas configurações testadas, as usinas poderiam operar nos modos Gaseificação Total e Gaseificação Parcial, e recebendo palha pela rota de recuperação por fardos ou por colheita integral. Foram feitas simulações do sistema de gaseificação e do sistema de geração de potência para diversos pontos operacionais e obteve-se a potência gerada em cada caso. Posteriormente, foram levantados os custos de capital para cada caso, os custos de Operação e Manutenção (O&M) e os custos com biomassa para a obtenção do Custo Nivelado de Energia (CNE). A eficiência de geração de energia elétrica atingiu patamares de 45% para a Gaseificação Total e mais de 50% para a Gaseificação Parcial, o que se refletiu em exportações de energia para a rede em torno 400 kWh/t colmo para a Gaseificação Total e cerca de 260 kWh/t colmo para a Gaseificação Parcial. O CNE para ambas as rotas e ambos modos de operação ficou em cerca de 200 R$/MWh, havendo poucas diferenças entre as rotas em relação a este parâmetro. O CNE foi a base de comparação entre as rotas analisadas e finalmente concluiu-se que elas não apresentam diferenças suficientes nos modos de operação propostos para estabelecer-se em termos globais uma escolha prioritária, de maneira que a escolha específica de uma rota deverá levar em consideração características específicas de cada usina

Abstract: Biomass is an energy source which has been used through thousands of years and nowadays is present in both modern use, for heat and power generation, and in the traditional domestic use. Brazil is part of this contradiction because while the country has a consolidated history of an advanced biomass use, driven by the sugarcane sector, it still has an important traditional use of firewood. In order to advance in the supply of bioenergy, it is necessary to restrict the traditional biomass use and improve the modern use. More specifically, in the advanced use, not only the sugarcane bagasse can be used. The use of sugarcane field burning as a harvest technique has been systematically decreasing, introducing sugarcane trash as a potential energy source. The power generation potential from this biomass is remarkable, especially through the utilization of advanced systems such as the Biomass Integrated Gasification - Gas Turbine/Combined Cycle (BIG-GTCC). This work evaluated the techno-economic performance of BIG-GTCC plants integrated in sugarcane mills with trash recovery. In the tested configurations, mills could operate in the Complete Gasification or Partial Gasification modes, receiving trash either from the Integral Harvest collection route or the Bales collection route. Both the gasification systems and the power generation systems were simulated in multiple operating points and the generated power was obtained for each case. Capital, O&M and biomass costs were then estimated for each point, and the respective Levelized Cost of Energy (LCOE) calculated. The power generation efficiency of the BIG-GTCC plant was approximately 45% for the Complete Gasification mode and more than 50% for the Partial Gasification mode. Those efficiencies were reflected in the results of the exported power. For Complete Gasification, approximately 400 kWh/t stalk would be exported to the grid, while the Partial Gasification mode would be able to export approximately 260 kWh/t stalk. LCOE of all analyzed cases were about 200 R$/MWh and no significant differences between the recovery routes were observed. As far as costs are concerned, none of these routes would therefore be the preferred choice, so route selection shall be made taking into account specific features of each sugarcane processing plant
Subject: Biomassa - Gaseificação
Cana-de-açúcar - Colheita
Recuperação (residuos, detritos, etc.) - Agricultura
Energia - Fontes alternativas - Custos
Gaseificação
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: PELEGIA, Erick Del Bianco. Análise técnico-econômica do recolhimento e uso de palha de cana-de-açúcar em sistemas de gaseificação integrada a ciclos combinados. 2018. 1 recurso online (111 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/333022. Acesso em: 10 Jun. 2020.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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