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A Cogeração em Portugal
Desafios e Oportunidades
Jorge Mendonça e Costa
Seminário
Gás Natural – Os Desafios do Futuro, Lisboa 11 de Outubro de 2011
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A Cogeração em Portugal – Desafios e oportunidades
Support schemes for production of energy under the
special regime (co-generation and renewables)
“5.7. Review the efficiency of support schemes for co-
generation and propose possible options for adjusting
downward the feed-in tariff used in co-generation
(reduce the implicit subsidy) [Q4-2011]” (*)
(*) Portugal: Memorandum of Understanding on Specific
Economic Conditionality
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A Cogeração em Portugal – Desafios e oportunidades
1. Legislação
2. Eficiência energética
3. Impacto ambiental
4. Aspectos técnico – económicos
5. Caso de estudo
6. Conclusões
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Produção bruta de energia eléctrica em Portugal
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Consumo bruto de energia eléctrica em Portugal
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Energia eléctrica produzida em cogeração
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Diagrama de consumo total (03.10.2011)
Fonte REN http://www.centrodeinformacao.ren.pt/PT/InformacaoExploracao/Paginas/EstatisticaDiariaDiagrama.aspx
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Enquadramento Legal da Cogeração
• Lei nº 19/2010 de 23 de Agosto – altera a redacção dos artigos 4º, 5º, 6º e
18º do DL nº 23/2010;
• Decreto-Lei nº 23/2010 de 25 de Março – revoga o DL 538/99 e transpõe
para a ordem jurídica interna a Directiva 2004/8/CE;
• Directiva 2004/8/CE do Parlamento e do Conselho Europeu relativa à
promoção da cogeração com base na procura de calor útil no mercado
interno de energia e que altera a Directiva 92/42/CEE;
• Decreto-Lei nº 313/2001 de 10 de Dezembro – altera o DL 538/99 e revê
as normas relativas às condições de exploração e à diferenciação do
tarifário aplicável no fornecimento de energia eléctrica ao SEP função do
combustível utilizado;
• Portarias nº 57, 58, 59 e 60 de 15 de Janeiro – Estabelecem quatro
tarifários distintos aplicáveis a toda a energia eléctrica fornecida ao SEP,
função do combustível e potência de ligação.
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Enquadramento Legal da Cogeração - Lacunas
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Regime Geral
• A electricidade e o calor são remunerados de acordo com as regras de mercado;
• Prémio de participação de mercado para instalações de cogeração com capacidade
instalada ≤ 100 MWe;
• Estabelecimento de contratos bilaterais de fornecimento de energia a clientes ou
comercializadores.
Regime Especial (P < 100 MWe)
• Fornecimento de energia eléctrica ao comercializador de último recurso (CUR);
• A electricidade é remunerada de acordo com uma tarifa de referência (Portaria em
falta) que se baseia:
- Potência eléctrica instalada;
- Tecnologia de cogeração;
- Fonte de energia primária.
• Prémio de eficiência energética.
Enquadramento Legal da Cogeração – Linhas Gerais
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Potência instalada em cogeração
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A cogeração na indústria
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A cogeração na indústria
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A cogeração na indústria
Resultados de um inquérito realizado pela Cogen Portugal:
• A implantação de sistemas de cogeração no seio das empresas
exportadoras portuguesas é bastante elevado;
• 75% das empresas equipadas com sistemas de cogeração exportam
parte da sua produção;
• Essas empresas exportadoras vendem para o exterior uma percentagem
significativa do seu volume global de vendas;
• A percentagem média do volume de vendas para o exterior das empresas
exportadores equipadas com sistemas de cogeração correspondeu a 65%.
A cogeração contribui de forma eficaz para o aumento da
competitividade de vários sectores exportadores
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Eficiência Energética da Cogeração
Equipamento de produção energia
térmica
η = 90%
61 kWh 55 kWh
Combustível Energia Térmica
útil
40 kWh
Electricidade43 kWhCombustível
82 kWh
143 kWh 95 kWhη = 66,4%
η = 48,8%
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125 kWh 95 kWhη = 76,0%
55 kWhEnergia Térmica
útil
40 kWh Electricidade
Cogeração
125 kWh
Combustível
Melhor eficiência energética global
Eficiência Energética Cogeração
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Produção de electricidade com melhor eficiência
O consumidor de energia térmica já consumia 61 kWh … … para produzir os 55 kWh de
energia térmica útil que necessitava.
Com a central de Cogeração, o combustível utilizado na
produção de electricidade é apenas de 125 – 61 = 64 kWh .
A eficiência equivalente de produção de electricidade é
assim, de 40/64 x 100 = 62,5%.
REE [%] = 40/(125 – 55/0,9) x 100 = 62,5%
Eficiência Energética Cogeração
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Eficiência Energética da Cogeração
A Cogeração permite:
• A produção de energia eléctrica com a melhor eficiência possível;
• Instalação de centrais de cogeração de pequena e média potência junto dos
consumidores de energia térmica, contrariamente às grandes centrais de produção
de energia eléctrica onde não existem consumidores para as enormes quantidades
de energia térmica.
Vantagens para o Sector Energético
• O potencial de melhoria dos rendimentos de conversão só existe do lado da
produção de electricidade;
• Não faz qualquer sentido solicitar a um consumidor de calor que implemente um
projecto de cogeração com base no argumento de que é necessário melhorar a
eficiência da produção de energia térmica (que é a única energia útil que
normalmente produz);
• No caso do consumidor de calor optar pela instalação de uma central de cogeração,
está na realidade a melhorar a eficiência da produção de electricidade (energia útil
que normalmente não produz).
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Equipamento de produção energia
térmica61 kWh 12.407 g CO2
226 g/kWhGás Natural
Gás Natural
82 kWh
143 kWh
16.679 g CO2
417 g/kWh
Gás Natural
29.086 g CO2
306 g/kWh
Impacto ambiental da conversão de energia
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Cogeração
125 kWh
Gás Natural
Redução das emissões de CO2 para a atmosfera
25.425 g CO2
268 g/kWh
Redução do valor das emissões – 29.086 - 25.425 = 3.661 g CO2
Redução percentual do valor das emissões – 3.661/29.086 x 100 = 12,6 %
Impacto ambiental da cogeração
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Redução de emissões na produção de electricidade
O consumidor de energia térmica já emitia 12.407 g CO2 …
… para produzir os 55 kWh de energia térmica útil que
necessitava.
Com a central de Cogeração, a emissão de CO2 correspondente
apenas à produção de electricidade é de:
25.425 – 12.407 = 13.018 g CO2
A emissão específica da produção de electricidade é então de:
13.018/40 = 325 g CO2/kWh
Redução face à solução convencional : 417 – 325 = 92 g/kWh
92/417 x 100 = 22,1%
Impacto ambiental da cogeração
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Eficácia no objectivo de evitar emissões de CO2 na produção
de electricidade, provenientes de centrais convencionais
alimentadas com combustíveis fósseis
REEEmissão
EspecíficaHoras
funcion.Emissão anual
Em. Específica Evitada
Em. anual Evitada
[%] [g CO2/kWh] [h/ano] [kg CO2/ano] [g CO2/kWh] [kg CO2/ano]Central Convencional 48,8 417 7.800 3.252 0 0
Cogeração GN 70,5 289 7.800 2.250 128 1.002Eólica 0 2.400 0 417 1.001
Gás Natural
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Aspectos Técnico-Económicos
Centrais de Cogeração (aspectos penalizantes):
• Factor de escala – Investimento específico mais elevado por
unidade de potência instalada;
• Custos fixos relacionados com a operação e manutenção;
• Custo de aquisição do combustível.
•
Centrais de Cogeração (vantagens):
• Menores custos variáveis associados ao consumo de
combustível .
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A Cogeração justifica-se porque reduz os consumos de energia
primária, mas …
Redução percentual da Factura Energética
46% 46%42%
32% 33% 33%
0%
8%
-5,0%
5,0%
15,0%
25,0%
35,0%
45,0%
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Redução Percentual
… os investidores só realizam projectos de Cogeração se
reduzirem a sua factura energética.
Aspectos Técnico-Económicos
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Caso de Estudo – Central de Tri-geração do Parque das
Nacões (Climaespaço)
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Factos
Características principais da instalação:
• 80 km de rede (20km x 4 tubos);
• 140 subestações;
• 80 MW contratados em frio;
• 80 MW contratados em calor;
• Cerca de 3.500 clientes.
Investimentos recentes:
• Ampliação do edifício e instalação de um chiller centrífugo
(2005) de 6,3 MW;
• Reforço da capacidade do sistema de arrefecimento (2011)
com a instalação de um novo chiller centrífugo de 7,3 MW;
• Instalação de um terceiro permutador vapor/água quente
(2011) com 11 MW.
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Venda de energia térmica
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Conclusões
• Importância da cogeração no sistema electroprodutor
nacional;
• Disponibilidade de potência eléctrica;
• Tecnologia mais eficiente para produzir energia eléctrica;
• Tecnologia que permite uma redução muito significativa de
emissões de CO2;
• Potencial de crescimento da cogeração em Portugal (desde
que futuras medidas fiscais não tornem a cogeração num
negócio desinteressante).