Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12709
metadata.dc.type: Dissertação
Title: Perspectivas da substituição gradual de termelétricas a combustíveis fósseis por sistemas fotovoltaicos em microgeração distribuída
metadata.dc.creator: Caldas, Leonardo Araújo
metadata.dc.contributor.advisor1: Ferreira, João Marcelo Dias
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Oliveira, Kleber Carneiro de
metadata.dc.description.resumo: A matriz elétrica brasileira é composta predominantemente pelas usinas hidrelétricas e pelas usinas termelétricas a combustíveis fósseis, caracterizando-a como hidrotérmica. Devido à crise hídrica vivenciada a partir de 2012, o governo optou por uma maior participação da energia térmica fóssil na matriz para suprir o déficit de energia hidrelétrica, a fim de evitar um futuro racionamento de energia elétrica. Fato que deixou a energia mais cara para os consumidores e deixou a matriz elétrica brasileira menos renovável, expondo a vulnerabilidade da matriz e comprovando a necessidade de diversificação da mesma. A energia solar fotovoltaica surge como uma potencial solução para complemento dessa matriz de modo a conservá-la majoritariamente renovável. No presente trabalho, foram realizadas análises ambiental e econômico-financeira dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede em microgeração distribuída a fim de comparar com as térmicas fósseis da matriz elétrica brasileira. A análise ambiental foi realizada através da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) com objetivo de quantificar em kgCO2eq as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associadas à produção de 1 MWh de sistemas fotovoltaicos conectados à rede em microgeração distribuída e da térmicas fósseis da matriz elétrica brasileira. A avaliação do ciclo de vida da energia fotovoltaica em microgeração distribuída permitiu identificar que as fases de maiores emissões de GEE são: a fase de produção dos componentes dos módulos fotovoltaicos e a geração da eletricidade demandada para produção dos mesmos. Ambas somadas são responsáveis por 72,75 %, no caso da tecnologia de silício policristalino, e 74,21 % para o silício monocristalino, do total de emissões. Enquanto na geração termelétrica a combustíveis fósseis o maior impacto está na fase de operação das usinas, atingindo 96,97% para o carvão mineral, 96,54% para o lignito, 89,29% para o gás natural em ciclo aberto, 88,65% para o gás natural em ciclo combinado, e 86,65% para o petróleo, do total de emissões de GEE. A análise econômico-financeira foi realizada utilizando as ferramentas: Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), Payback descontado e Custo Nivelado de Energia (LCOE). A análise foi realizada para as 23 capitais brasileiras que fazem parte do Convênio ICMS 16/2015 que permite que o ICMS seja cobrado apenas sobre a energia líquida da unidade consumidora. Foi realizado também o cálculo da paridade tarifária e feita a comparação com custo associado à geração térmica fóssil. Observou-se que o investimento é viável para todos cenários analisados em todas as capitais exceto Boa Vista nos cenários abaixo e igual à inflação projetada. A paridade tarifária já é realidade em 20 capitais analisadas e o payback descontado médio das capitais se mostrou atrativo quando comparado à vida útil do projeto.
Abstract: The Brazilian electrical matrix is hydrothermal, composed predominantly by hydroelectric plants and fossil fuels thermoelectric plants. Due to the water crisis experienced from 2012, the government opted for a greater participation of the fossil thermal energy in the matrix to supply the deficit of hydropower, in order to avoid a future rationing of electric energy. The energy became more expensive to consumers and Brazilian matrix became less renewable due to this fact, exposing the vulnerability of the matrix and proving the need for diversification. Photovoltaic solar energy appears as a potential solution to complement this matrix in order to conserve it mostly renewable. In the present work, environmental and economic-financial analysis of grid-connected photovoltaic systems in distributed generation were performed in order to compare them with the fossil thermals of the Brazilian electrical matrix. The environmental analysis was performed through Life Cycle Assessment (LCA) in order to quantify, in kgCO2eq, greenhouse gases (GHG) emissions associated to the production of 1 MWh of distributed generation photovoltaic systems and compare to fossil thermals of the Brazilian electrical matrix. The assessment of distributed generation photovoltaic systems allowed us to identify that the phases of higher GHG emissions are: production of the components of the photovoltaic modules and generation of electricity demanded to produce them. Together they account for 72.75 %, in the case of polycrystalline silicon technology, and 74.21% for monocrystalline silicon, of total emissions. While in the fossil fuels thermoelectric generation the greatest impact is on the operation phase, accounting for 96.97% for coal, 96.54% for lignite, 89.29% for open cycle natural gas, 88.65% for natural gas in combined cycle, and 86.65% for oil, of GHG total emissions. The economic-financial analysis was performed using the tools: Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Discounted Payback and LCOE. The analysis was performed for the 23 Brazilian capitals that are part of the ICMS Agreement 16/2015 that allows ICMS to be charged only on the net energy of the consumer unit, making the investment more attractive. The grid parity was also calculated and compared with costs associated to fossil thermal generation. It was observed that the investment is feasible for all scenarios analyzed in all capitals except Boa Vista in scenarios below and equal to the projected inflation. Tariff parity is already a reality in 20 capitals analyzed and the average discounted payback for the capitals was attractive, taking into account the life of the project.
Keywords: Viabilidade econômica
Avaliação do ciclo de vida
Energia fotovoltaica
Geração distribuída
Economic viability
Life cycle assessment
Solar photovoltaic
Distributed generation
Energias renováveis
Termelétrica
Microgeração distribuída
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Paraíba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Engenharia de Energias Renováveis
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12709
Issue Date: 31-Aug-2017
Appears in Collections:Centro de Energias Alternativas e Renováveis (CEAR) - Programa de Pós-Graduação em Energias Renováveis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Arquivototal.pdfArquivo total2,7 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons