ANÁLISE DE VIABILIDADE DE ALTERNATIVAS PARA TRANSIÇÃO ENERGÉTICA E DESCARBONIZAÇÃO EM UMA FÁBRICA DE CHOCOLATES
Nome: AUDREY NOVELLI GONÇALVES
Data de publicação: 29/02/2024
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ALEXANDRE PERSUHN MORAWSKI | Coorientador |
| MARCELO AIOLFI BARONE | Examinador Externo |
| PEDRO ROSSETO DE FARIA | Examinador Externo |
| ROGERIO RAMOS | Examinador Interno |
Resumo: A descarbonização e a transição energética são fundamentais para combater as mudanças climáticas, reduzindo as emissões de gases de efeito estufa e promovendo o uso de fontes renováveis de energia. Essas medidas são essenciais para garantir a sustentabilidade ambiental e mitigar os impactos negativos das atividades humanas no clima global. Nesse sentido, os sistemas combinando Bomba de Calor (HP), ciclo Rankine Orgânico (ORC) e Refrigeração por Compressão (VCR) vem se mostrando uma alternativa promissora para solucionar estes problemas e atender as demandas de energia, na forma de energia elétrica, água gelada e água quente. Este trabalho investiga o uso de ciclos ORC-HP, ORC-VCR e HP para as utilidades de uma fábrica de chocolate, visando a produção de água gelada para o complementar o sistema de refrigeração, energia elétrica para acionamento e venda de excedente, além da produção indispensável de água quente para o processo fabril. Partindo de dados nominais definidos, a modelagem termodinâmica é realizada englobando balanços de massa e energia.
Em seguida, é feita uma análise econômica baseada em um método de equações paramétricas para a determinação dos custos de cada equipamento, obtendo-se o valor total do investimento inicial em cada planta modelada e, com isso, são realizados cálculos de indicadores de viabilidade econômica, como Payback (simples e descontado), Valor Presente Líquido (VPL) e Taxa Interna de Retorno (TIR), para avaliar se os investimentos são viáveis. Os resultados mostram que, dos sistemas modelados, apenas o sistema com bomba de calor é viável economicamente, quando o investimento inicial de R$ 13.076.507,47 leva a um Payback descontado de 2 anos e 3 meses, representado uma TIR de 51,40% a.a. Na análise ambiental, este sistema também representa a menor emissão de CO2, visto que a implementação do sistema implica na eliminação total do gás natural, reduzindo assim a taxa de emissão para 0,6018 toneladas de CO2 por hora, devido ao baixo fator de emissão da eletricidades da rede. Os resultados também demostram que a implementação do sistema ORC-HP não é viável economicamente, pois o custo total é fortemente influenciado pelo gás natural, nem ambientalmente vantajoso devido ao alto consumo de gás natural, com a consequente alta emissão de CO2.
