Análise energética e econômica simplificada de plantas de potência integradas com gaseificação

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise energética e econômica simplificada de quatro configurações de plantas de geração de energia elétrica integradas à gaseificação. Com o fito de reduzir a complexidade, custo e manutenção das plantas o sistema de tratamento do gás de síntese é simplificado, tornando necessário adotar configurações alternativas às tradicionais. A menor das plantas, para geração de eletricidade em pequena escala, utiliza o ciclo de turbina a gás com combustão externa (EFGT). Duas plantas empregam o ciclo Rankine a vapor integrado a gaseificação e uma última planta, de larga escala, adota o ciclo combinado com gaseificação integrada (IGCC) de forma modificada, utilizando os ciclos EFGT e Rankine. Há ainda a apresentação do ciclo Rankine orgânico (ORC) para aproveitar energia de baixa temperatura rejeitada em uma planta a vapor. A eficiência energética das plantas é investigada através da construção de modelos termodinâmicos, enquanto a análise econômica busca comparar as configurações estudadas com alternativas existentes. A partir do estudo, são extraídas conclusões preliminares acerca da empregabilidade das tecnologias em cenários particulares presentes no Brasil. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This report presents an energetic and economic simplified analysis on four electricity generation plants integrated to gasification. Aiming to diminish complexity, costs and maintenance of the plants, the gas treatment system is reduced, creating the need to adopt alternative plant configurations. The smaller plant, for small-scale electricity generation, makes use of the Externally Fired Gas Turbine (EFGT). Two plants use the Rankine steam cycle integrated to gasification, while the largest power plant adopts a modified version of the Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC), utilizing the EFGT and Rankine cycles. The organic Rankine cycle (ORC) is also presented as a method to exploit low temperature waste heat in a steam plant. The energetic efficiency of the plants is investigated by the construction of thermodynamic models, while the economic analysis intends to compare the presented configurations with existent alternatives. From the study, preliminaries conclusions about the possibility to employ these technologies in particular scenarios in Brazil are extracted.