Avaliação de alternativas para a eficientização do aproveitamento de gases siderúrgicos visando repotenciação do sistema de cogeração das utilidades - Prado, João Vitor; Dalvi, Pablo; Belisario, Igor; Fonseca, Francisco; Santos, José Joaquim (Latin American Journal of Energy Research, 2025)
No Espírito Santo, a indústria siderúrgica é responsável por mais de 60% das emissões do setor de indústria e energia, quase 35% das emissões totais, cenário para aplicação da eficiência energética como estratégias de descarbonização. Este estudo analisa a rota de ciclos combinados para repotenciação, com consequente aumento da eficiência no aproveitamento dos gases siderúrgicos em uma siderúrgica do estado, com foco na redução das emissões específicas. A indústria estudada aproveita a energia térmica e química dos gases siderúrgicos para gerar cerca de 500 MW, potência essa que é quase toda gerada em seis unidades de cogeração com turbinas vapor. A avaliação focou na Unidade Termelétrica 1 (UTE-1), com a proposta do acoplamento de uma turbina a gás ao sistema de cogeração a vapor, configurando um ciclo combinado, mantendo os mesmos parâmetros do ciclo a vapor. A modelagem da planta foi feita no software IPSEpro, para o cálculo das potências, disponibilidade energética dos gases e eficiências. Três cenários foram definidos, sendo que o primeiro (caso 0) é correspondente ao atual, o segundo (caso 1) um ciclo combinado que usa um compressor para pressurizar os gases siderúrgicos e o terceiro (caso 2) avalia o impacto da ausência do compressor de gases siderúrgicos. Os resultados mostram que, do caso 0 para o caso 1, a eficiência elétrica líquida muda de 29,23 a 45,40%, enquanto a eficiência líquida da cogeração varia de 33,88 a 51,50%. Já o caso 2, que não usa o compressor de gases siderúrgicos, alcança 48,00% de eficiência elétrica líquida e 53,76% de eficiência líquida da cogeração. As eficiências do caso 1, sugerem futuros estudos de um ciclo a vapor com caldeira supercrítica, que pode superar este ciclo combinado.
Keywords: Repotenciação; Eficiência energética; Ciclo combinado; Descarbonização