Aspectos termodinâmicos, ecológicos e econômicos de sistemas de cogeração com motores de combustão interna operando com gás natural, biogás e gás de síntese - Xavier, Beatriz Helene [UNESP] (2016)
A preocupação com o meio ambiente e com a qualidade do ar têm sido crescente e objeto de diversos estudos. Quanto maior a densidade populacional, maior a necessidade de consumo de energia e consequentemente, maiores os índices de emissões de poluentes. Neste sentido, é essencial a procura por novas fontes e sistemas mais eficientes de geração de energia, a fim de reduzir os níveis de poluição, diminuir o efeito estufa sobre o planeta, e, principalmente, reduzir a dependência de petróleo na matriz energética mundial. Partindo deste conceito e considerando aspectos técnicos, econômicos e ecológicos, neste trabalho analisam-se três casos de cogeração utilizando motores de combustão interna (MCI) operando com gás natural em comparação com biogás e gás de síntese (syngas), ambos provenientes da biomassa. São aplicadas metodologias de pesquisadores renomados, com o objetivo de determinar a eficiência de geração de eletricidade, a eficiência de geração de calor e a eficiência global dos sistemas, e ainda como parte da análise técnica, determinam-se índices de correlação entre a produção térmica e a potência elétrica dos motores, tornando previsível a capacidade de produção de água quente, vapor e água gelada, dependendo da capacidade elétrica do motor a ser utilizado na implantação de sistemas de cogeração. São determinados os custos de geração de eletricidade e calor, período de retorno dos investimentos e posteriormente são estudadas as emissões de CO2, NOx, SOx, MP e o CO2 equivalente para a determinação do indicador de poluição e da eficiência ecológica dos sistemas de cogeração considerados nesta dissertação. Conclui-se com o estudo realizado que os biocombustíveis são uma importante fonte energética que vem ganhando espaço dia a dia. Na análise ambiental, o gás natural perdeu em eficiência ecológica tanto para o biogás como para o gás de síntese, e a análise energética comprovou que não há grandes perdas na utilização de biocombustíveis em substituição ao gás natural. No aspecto econômico, o biogás demonstrou-se como o mais rentável frente aos combustíveis estudados, apresentando rapidez no retorno dos investimentos e baixo custo de produção elétrica e térmica.