[en] CASE STUDY OF POWER SUPPLY TO BOATS MOORED IN THE PORT OF RIO DE JANEIRO USING BATTERIES CHARGED BY NATURAL GAS DISTRIBUTED GENERATION

[pt] ESTUDO DE CASO DE ALIMENTAÇÃO DE BARCOS ATRACADOS NO PORTO DO RIO DE JANEIRO POR MEIO DE BATERIAS CARREGADAS POR GERAÇÃO DISTRIBUÍDA A GÁS NATURAL

[pt] LUCAS AFFONSO GUERREIRO

[pt] GAS NATURAL

[pt] ARMAZENAMENTO ENERGETICO

[pt] GRUPO GERADOR

[pt] EMBARCACAO

[pt] CELULA A COMBUSTIVEL

[pt] EFICIENCIA ENERGETICA

[pt] DIESEL

[pt] COGERACAO

[en] NATURAL GAS

[en] ENERGY STORAGE

[en] GENERATOR SET

[en] VESSEL

[en] FUEL CELL

[en] ENERGETIC EFFICIENCY

[en] DIESEL

[en] COGENERATION

[pt] Além do crescente engajamento em questões ambientais, e a consequente busca por redução de emissões de poluentes e aumento de eficiência energética, o Brasil vive um reaquecimento da indústria de Óleo & Gás que projeta significativos aumentos da produção de gás natural nacional. Sendo o gás natural um combustível de transição energética, mais limpo que alternativas tradicionais como diesel e óleo combustível, o trabalho pretende estudar a viabilidade técnico-econômica de diferentes tecnologias de geração (motores a diesel, motores a gás natural e cogeração com células a com-bustível alimentadas a gás natural) para avaliar a competitividade do combustível no mercado de geração distribuída. Em mais detalhes, propõe-se a avaliação de um es-tudo de caso em que a geração de energia elétrica de embarcações atracadas no terminal portuário do Rio de Janeiro, tradicionalmente de alto consumo e baixas eficiências, é deslocada para um sistema em terra composto por um gerador e um banco de baterias de Lítio-íon. Apresentam-se duas metodologias para a simulação de um mês típico de serviço com demandas fornecidas pela instrumentação de uma embar-cação, uma para os geradores tradicionais, com uma estratégia on/off de operação, e uma para o banco de células a combustível, com uma minimização mensal de custos. A avaliação econômica, feita por meio das técnicas de Valor Presente Líquido (VPL) e payback descontado, mostra que o custo de investimento mais alto das células a combustível não as torna competitivas. Além disso, observa-se que as baterias não são economicamente justificadas para situações em que não há uma grande variação de carga requerida, porém, um cenário alternativo busca mostrar os efeitos da relação dimensionamento de geração e dimensionamento de armazenamento nos benefícios econômicos. Por fim, mostra-se que, ademais do puro critério econômico, que em muitos casos ainda pode apontar tecnologias a diesel como mais vantajosas, considerações como redução de emissões, facilidade de acesso de infraestrutura e projeções de quedas de preços de combustível devem também ser relevantes.

[en] In addition to the growing engagement in environmental issues, and the following search for a reduction in emission of pollutants and increased energy efficiency, Brazil is experiencing a reheating of the Oil and Gas industry, which expects increases in the production of national natural gas. Since natural gas is an energy transition fuel, cleaner than traditional alternatives such as diesel and fuel oil, this work intends to study the technical-economic feasibility of different generation technologies (diesel en-gines, natural gas engines and cogeneration with fuel cells fuel fueled by natural gas) to evaluate the fuel competitivity in the distributed generation market. In more details, it is proposed to evaluate a study case in which the electric power generation from vessels moored at the port terminal in Rio de Janeiro, traditionally of high consumption and low efficiencies, is shifted to an onshore system consisting in a generator and a Lithium-ion battery bank. Two methodologies are presented for the simulation of a typ-ical month of service with demands provided by the instrumentation results of a vessel, one for traditional generators, with an on/off operation strategy, and one for the fuel cell bank, with a monthly cost minimization. The economic evaluation, carried out using the Net Present Value (NPV) and financial return techniques, shows that the higher investment cost of fuel cells does not make them competitive yet. Furthermore, it is observed that batteries are not economically justified for situations where there is not a large variation of load factors, however, an alternative scenario seeks to show the effects of the generation sizing and storage sizing relationship on the economic bene-fits. Finally, it is shown that, in addition to the pure economic criteria, which in many cases can still point to diesel technologies as more advantageous, considerations such as reduced emissions, ease of access to infrastructure and projections of fuel price drops should also be relevant.

SERGIO LEAL BRAGA

2021-07-09

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53611