Modelo de otimização aplicado ao balanço econômico da cogeração de energia, produção de álcool e açúcar na indústria canavieira [recurso eletrônico]
Cícero Pereira Carvalho Júnior
DISSERTAÇÃO
T/UNICAMP C253m
[Optimization model applied to the economic balance of energy cogeneration, alcohol and sugar production in the sugarcane industry]
Campinas, SP : [s.n.], 2016.
1 recurso online (95 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Ieda Geriberto Hidalgo
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Resumo: A flexibilidade da composição do mix de produção em indústrias sucroalcooleiras possibilita aos produtores de cana-de-açúcar alternar as decisões quanto à quantidade de açúcar, álcool e energia elétrica a ser produzida. Estas decisões podem ser guiadas pelo mercado e/ou por contratos de...
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Resumo: A flexibilidade da composição do mix de produção em indústrias sucroalcooleiras possibilita aos produtores de cana-de-açúcar alternar as decisões quanto à quantidade de açúcar, álcool e energia elétrica a ser produzida. Estas decisões podem ser guiadas pelo mercado e/ou por contratos de longo prazo estabelecidos em financiamentos do setor agroindustrial. O açúcar é um produto que faz parte da cesta básica além de ser uma commodity negociada no mercado nacional e internacional. O álcool é um produto direcionado, em grande parte, ao mercado de combustíveis. A aquisição de eletricidade excedente passou a ser, nos últimos anos, uma nova meta para o setor energético das usinas, bem como oportunidade de incrementar os ganhos. Esta dissertação apresenta um modelo de otimização aplicado ao balanço econômico da cogeração de energia, produção de álcool e açúcar na indústria canavieira. O objetivo é maximizar o lucro econômico recorrente da empresa, ou seja, a diferença entre as receitas e os custos no período de uma safra. O modelo é executado no Lingo, software para programação inteira, linear, não linear, estocástica e global. As restrições de demanda de cada commodity e de energia para a produção, assim como os limites de cada recurso são levados em consideração. As relações que convertem recurso em commodity e recurso em energia, bem como as demandas de energia térmica, mecânica e elétrica durante o processo industrial são apresentadas. O objeto de estudo desta pesquisa é o complexo Agroindustrial Ferrari, localizado em Pirassununga. Seis produtos são comercializados pela empresa: açúcar VHP, açúcar VVHP, etanol anidro, etanol hidratado, energia elétrica e levedura seca. A Usina é cooperada da Coopersucar, onde são comercializados 100% da sua produção de açúcar e etanol. A energia elétrica excedente é negociada no mercado financeiro de curto prazo, também chamado de mercado spot, do setor elétrico brasileiro. Três estudos de caso são apresentados. O primeiro utiliza dados extraídos da literatura e preços atuais de mercado. No segundo estudo de caso o modelo é alimentado com dados da indústria Ferrari. No terceiro, faz-se uma análise de sensibilidade variando alternativamente os preços das commodities. Ao impulsionar os preços de venda da eletricidade excedente, o mix aproxima-se da produção etílica. A produção açucareira além de consumir mais eletricidade, direciona parte do vapor de processo para a produção de álcool a partir do melaço, proporcionando a produção conjunta dos derivados, porém diminuindo a parcela de vapor disponível para a cogeração
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Abstract: The flexibility of the composition of the production mix in the sugar and ethanol industries enables sugarcane producers to alternate decisions on the amount of sugar, alcohol and electricity to be produced. These decisions may be market-driven and/or long-term contracts established in...
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Abstract: The flexibility of the composition of the production mix in the sugar and ethanol industries enables sugarcane producers to alternate decisions on the amount of sugar, alcohol and electricity to be produced. These decisions may be market-driven and/or long-term contracts established in agroindustrial sector financing. Sugar is a product that is part of the basic basket, besides being a commodity traded in the national and international markets. Alcohol is a product directed, in large part, to the fuel market. The acquisition of surplus electricity has become, in recent years, a new goal for the power sector of the plants, as well as an opportunity to increase the gains. This dissertation presents an optimization model applied to the economic balance of energy cogeneration, alcohol and sugar production in the sugarcane industry. The goal is to maximize the economic profit schedule of the company, i.e. the difference between revenues and costs. The model runs on Lingo, software for integer programming, linear, nonlinear, stochastic and global. The demand constraints of each commodity and energy for production, as well as the limits of each resource are taken into account. Relationships that convert resource into commodity and resource into energy, as well as the demands of thermal, mechanical and electrical energy during the industrial process are presented. The study object of this research is the complex Agroindustrial Ferrari, located in Pirassununga. Six products are marketed by the company: VHP sugar, VVHP sugar, anhydrous ethanol, hydrated ethanol, electric power and dry yeast. The plant is cooperated with Coopersucar, where 100% of its sugar and ethanol production is traded. The surplus electricity is traded in the short-term financial market, also called the Spot market of the Brazilian Electric Sector. Three case studies are presented. The first uses data from the literature and current market prices. In the second case study the model is powered by Ferrari industry data. In the third, a sensitivity analysis is performed alternately varying commodity prices. By boosting the selling prices of surplus electricity, the mix is close to ethyl production. Sugar production, besides consuming more electricity, directs part of the process steam to the production of alcohol from molasses, providing the joint production of the derivatives, but decreasing the amount of steam available for cogeneration
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Hidalgo, Ieda Geriberto, 1976-
Orientador
Machado, Ronalton Evandro, 1966-
Avaliador
Coelho, Guilherme Palermo, 1980-
Avaliador
Modelo de otimização aplicado ao balanço econômico da cogeração de energia, produção de álcool e açúcar na indústria canavieira [recurso eletrônico]
Cícero Pereira Carvalho Júnior
Modelo de otimização aplicado ao balanço econômico da cogeração de energia, produção de álcool e açúcar na indústria canavieira [recurso eletrônico]
Cícero Pereira Carvalho Júnior