Aula 5 - Cogeração e Geração Distribuída

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Cogeração é definida como um processo de produção e utilização combinada de calor e eletricidade, proporcionando o 
aproveitamento de mais de 60% da energia térmica proveniente dos combustíveis utilizados nesse processo. Embora 
utilize processos de aproveitamento de calor que tipicamente provém dos gases de escape de um Ciclo Brayton à 
semelhança de sistemas a Ciclo Combinado, estes processos são essencialmente distintos na prática e aplicação: 
Ciclo Combinado possui dois ciclos termodinâmicos, normalmente Brayton-Rankine e produz um produto final 
(eletricidade). 
Na Cogeração, o sistema parte de um recurso, com um ciclo termodinâmico, obtendo-se dois produtos finais 
eletricidade e calor.
O processo de produção de energia dito Ciclo combinado refere-se ao emprego de mais de um ciclo termodinâmico, 
tipicamente Brayton-Rankine, num certo processo de produção de energia eléctrica com o objetivo de aumentar a 
eficiência desse processo. Sendo uma tecnologia que permite racionalizar eficazmente o consumo dos combustíveis 
necessários à produção de energia útil, a cogeração pode assegurar um aproveitamento elevado da energia primária e, 
por essa razão, responde favoravelmente aos objetivos das políticas energéticas comunitárias e nacionais.
A cogeração responde também de forma eficaz a preocupações de natureza ambiental, uma vez que ao fornecer a 
mesma energia final com um menor consumo de energia primária, reduz significativamente as emissões para o 
ambiente. A cogeração assume assim, um papel muito importante na redução das emissões de CO2 para a atmosfera, e 
consequente cumprimento das metas assumidas no protocolo de Kyoto. A cogeração é, com efeito, o sistema mais 
eficiente de produção de eletricidade a partir de qualquer combustível.
Geração a gás natural
O gás natural pode ser aplicado também na conversão em energia elétrica com uso em turbinas de alto 
rendimento, sendo esta uma forma deste combustível atender à crescente demanda de consumidores 
de grandes volumes como as usinas termelétricas.
Atualmente a tecnologia mais empregada nesse tipo de aplicação são as usinas de ciclo combinado a gás 
natural. As vantagens envolvem desde a eficiência do sistema até a contribuição ao meio ambiente, 
além da redução dos custos em comparação a outras alternativas energéticas.
A demanda do combustível para o segmento de geração com os grandes volumes que necessita 
contribui positivamente para a estruturação do mercado do gás natural e o desenvolvimento estratégico 
da cadeia energética nacional.
A cogeração a gás natural
Em tempos de escassez de energia elétrica, cresce a procura por uma opção de fonte de energia que 
seja abundante, não ofereça riscos de interrupção, que tenha baixo impacto no meio ambiente e a 
garantia de uma distribuidora de confiança. O gás natural, quando usado para fins de cogeração, tem se 
apresentado como uma das melhores alternativas.
Cogeração e Geração Distribuída
segunda-feira, 12 de setembro de 2022 20:26
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apresentado como uma das melhores alternativas.
A cogeração, por sua vez, é uma forma de gerar calor e eletricidade, que pode ser feita por meio da 
queima de gás natural. Para entender o que é esse sistema, é preciso saber que todo gerador elétrico 
acionado por um motor que usa um combustível é chamado de gerador termoelétrico. Por maior que 
seja a eficiência desse gerador, cerca de 70% da energia contida no combustível é transformada em 
calor e perdida para o meio-ambiente. Trata-se de uma limitação física que independe do tipo de 
combustível (diesel, gás natural, carvão mineral, etc) ou do tipo de motor (a explosão, turbina a gás ou a 
vapor).
A cogeração, ao contrário, permite a produção simultânea de energia elétrica, térmica e de vapor, a 
partir do mesmo combustível: no caso, o gás natural. O calor que seria dissipado é recuperado dos gases 
de escape e produz vapor, ar quente e refrigeração, que podem ser utilizados nos processos industriais, 
gerando mais energia elétrica, por exemplo.
Quando se dispõe de gás natural, uma boa solução para a cogeração é a utilização de uma turbina a gás. 
Nesta solução, a relação vapor-eletricidade pode se adaptar com maior flexibilidade às necessidades 
normais das indústrias. O balanço da eficiência energética de uma turbina a gás para 100% de energia 
primária é de 30% de energia elétrica, 50% de energia térmica e 20% de perdas.
Vantagens
O ganho com eficiência neste sistema proporciona a produção de uma energia elétrica confiável, com 
baixo custo, ficando a unidade industrial ou comercial independente da qualidade de fornecimento do 
distribuidor de energia. Fato da maior importância para usuários que necessitam de um abastecimento 
contínuo e ininterrupto, como hospitais, hotéis, shopping centers e grandes empreendimentos ou 
mesmo indústrias.
Além do alto desempenho, praticamente sem desperdício, a cogeração tem um caráter 
descentralizador, porque precisa estar próxima da unidade consumidora. Por isso, o impacto ambiental 
é reduzido, já que não há necessidade de linhas de transmissão extensas e suas consequentes 
infraestruturas.
A cogeração com gás natural também reduz bastante a emissão de resíduos contaminantes, se 
comparada, por exemplo, à cogeração com outros combustíveis. Então, além de economizar energia, 
este processo contribui para diminuir os níveis de poluição.
Nos países desenvolvidos, a cogeração vem sendo empregada em diversos segmentos. Já no Brasil, esse 
sistema vem aumentando a cada dia, e já conta com uma linha de financiamento oferecida pelo BNDES 
para a sua implantação.
Geração utilizando biomassa
Biomassa vêm se destacando como sendo uma das mais importantes fontes de energia renovável. 
Entende-se por biomassa toda matéria vegetal ou animal na qual tem-se a possibilidade de ser 
reaproveitada como fonte de produção de calor ou eletricidade, como cana-de-açúcar, óleos vegetais, 
madeira, dejetos orgânicos e resíduos de indústrias alimentícias ou agrícolas. O Brasil é hoje considerado 
uma referência mundial em termos de geração de energia a partir de biomassa.[3] Um setor em 
ascensão no uso de biomassa para geração de energia é o setor sucroalcooleiro, que utiliza 
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ascensão no uso de biomassa para geração de energia é o setor sucroalcooleiro, que utiliza 
principalmente o bagaço da cana-de-açúcar como combustível para geração, principalmente, de energia 
térmica e energia elétrica.
Cogeração de energia no setor sucroalcooleiro
Nas usinas de cana-de-açúcar a cogeração de energia ocorre por meio das seguintes etapas: O bagaço 
ao ser queimado em uma fornalha gera energia térmica em forma de vapor e energia elétrica. O vapor 
gerado gira uma turbina, sendo que em virtude dessa turbina estar interligada com um gerador, o 
gerador acaba entrando em movimento gerando dessa forma energia elétrica.[5] A cogeração de 
energia nas usinas de cana é uma prática que vem crescendo nos últimos anos, levando em 
consideração as recentes crises no setor energético do Brasil que levaram o governo a enfrentar 
dificuldades para garantir o abastecimento de energia elétrica. Consequentemente houve um aumento 
do preço da energia elétrica. Com adoção da cogeração de energia no setor sucroalcooleiro, as usinas 
conseguem além de suprir a demanda de energia elétrica necessária para operarem gerarem ainda um 
excedente que pode ser comercializado.
Vantagens da cogeração utilizando o bagaço da cana-de-açúcar
Em comparação com geração de energia elétrica por meio de termoelétricas que utilizam combustíveis 
fósseis, como o gás natural, a cogeração de energia a partir do bagaço de cana apresenta vantagens 
ambientais em virtude da redução da emissão de CO2.
Além das vantagens ambientais, a cogeração utilizando bagaço da cana apresenta vantagens em termos 
de eficiência em relação à geração termoelétrica, por meio da destinação final da energia produzida. 
Enquantona geração termoelétrica há uma perda de parte do calor gerado, na cogeração esse calor tem 
a possibilidade de ser utilizado nos processos produtivos aumentando a eficiência global do processo.
Desvantagens da cogeração utilizando bagaço da cana-de-açúcar
No cultivo da cana-de-açúcar costuma ser utilizado fontes de potássio que contém altas concentrações 
de cloro, como é o caso do cloreto de potássio (KCl). Tendo em vista que a aplicação de KCl costuma ser 
em grandes quantidades, a cana-de-açúcar acaba absorvendo altas concentrações de cloro.
Em virtude dessa absorção, quando há a queima do bagaço da cana-de-açúcar no processo de cogeração 
de energia, acaba sendo emitido dioxinas e cloreto de metila. No caso das dioxinas, essas substâncias 
são consideradas muito tóxicas e podem causar câncer.
Já no caso do cloreto de metila, essa substância ao atingir a estratosfera reage com as moléculas de 
ozônio levando a quebra dessas moléculas. Com isso, as moléculas de ozônio ao serem quebradas ficam 
incapacitadas de absorver os raios ultravioletas, o que leva a radiação UV a ser mais intensa na Terra, 
contribuindo dessa forma para o agravamento do aquecimento global.
Geração distribuída de energia (GD)
A geração distribuída pode ser definida como uma fonte de energia elétrica conectada diretamente à 
rede de distribuição. Isso significa que a geração distribuída pode ocorrer com diversas fontes de 
energia sustentáveis, como a energia solar, eólica e as provenientes de usinas hidroelétricas.
O que é geração distribuída de energia?
Geração distribuída é o termo dado à energia elétrica gerada no local de consumo ou próximo a ele, 
sendo válida para diversas fontes de energia renováveis, como a energia solar, eólica e hídrica.
No Brasil, a definição de geração distribuída é feita pelo Artigo 14 do Decreto-Lei n.º 5.163 de 2004:
“Considera-se geração distribuída a produção de energia elétrica proveniente de agentes 
concessionários, permissionários ou autorizados, conectados diretamente no sistema elétrico de 
distribuição do comprador, exceto aquela proveniente de:
I - hidrelétrico com capacidade instalada superior a 30 MW; e
II - termelétrico, inclusive de cogeração, com eficiência energética inferior a 75%.”
Mais pra frente, em 2012, foi criada a Resolução Normativa n.º 482, que estabelece as condições 
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Mais pra frente, em 2012, foi criada a Resolução Normativa n.º 482, que estabelece as condições 
regulatórias para a inserção da geração distribuída na matriz energética brasileira, apresentando as 
seguintes definições:
Microgeração distribuída: sistemas de geração de energia renovável ou cogeração qualificada 
conectados à rede com potência até 75 kW;
Minigeração distribuída: sistemas de geração de energia renovável ou cogeração qualificada conectados 
à rede com potência superior a 75 kW e inferior a 5 MW.
As regras básicas definidas pela REN 482/2012, aperfeiçoada pela REN 687/2015, válidas desde 1º de 
março de 2016:
Definição das potências instaladas para micro (75 kW) e minigeração (5 MW);•
Direito à utilização dos créditos por excedente de energia injetada na rede em até 60 meses;•
Possibilidade de utilização da geração e distribuição em cotas de crédito para condomínios;•
Foram estabelecidos prazos para processos, padronização de formulários para solicitação de 
conexão e definição de responsabilidades atribuídas aos clientes, à empresa responsável pela 
implantação do sistema e à distribuidora;
•
Foi possibilitada a forma de autoconsumo remoto, na qual existe a geração em uma unidade e o 
consumo em outra unidade de mesmo titular;
•
Foi possibilitada a geração compartilhada, na qual um grupo de unidades consumidoras é 
responsável por uma única unidade de geração.
•
As regras da geração distribuída (GD)
A geração distribuída no Brasil
A geração distribuída no Brasil tem como base o net metering, no qual o consumidor-gerador (ou 
“prosumidor”, palavra derivada do termo, em inglês, prosumer – producer and consumer), após 
descontado o seu próprio consumo, recebe um crédito na sua conta pelo saldo positivo de energia 
gerada e inserida na rede (sistema de compensação de energia). Sempre que existir esse saldo positivo, 
o consumidor recebe um crédito em energia (em kWh) na próxima fatura e tem até 60 meses para 
utilizá-lo.
No entanto, os “prosumidores” não podem comercializar o montante excedente da energia gerada por 
GD entre eles. A rede elétrica disponível é utilizada como backup quando a energia gerada localmente 
não é suficiente para satisfazer as necessidades de demanda do “prosumidor” – o que geralmente é o 
caso para fontes intermitentes de energia, como a solar.
A quantidade de sistemas de geração distribuída instalados no Brasil
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A quantidade de sistemas de geração distribuída instalados no Brasil
De acordo com a Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar), até o mês de janeiro de 
2020, o Brasil atingiu o número de 2 GW em geração distribuída (GD) de potência instalada. Ainda 
assim, a Absolar declarou que o total compreende sistemas de microgeração e minigeração distribuída, 
tanto em residências quanto indústrias, estabelecimentos comerciais, propriedades rurais, serviços 
públicos e pequenos terrenos.
Isso significa que a fonte de energia solar fotovoltaica representa 99,8% das instalações de GD no país, 
totalizando mais de 171 mil sistemas fotovoltaicos on grid (conectados à rede), com mais de R$ 10 
bilhões investidos desde 2012, nas cinco regiões do território nacional.
Incentivos para a geração distribuída no Brasil
O Conselho Nacional de Política Fazendária (Confaz), por meio do Ajuste SINIEF 2, revogou o convênio 
que orientava a tributação da energia injetada na rede. Cada estado passou a decidir se tributa, ou não, 
a energia injetada. Até o momento, os seguintes estados aderiram: SP, PE, GO, CE, TO, RN, MT, BA, DF, 
MA, RJ, RS, RR, AC, AL e MG;
O Governo Federal, por meio da Lei n.º 13.169, isentou o PIS e COFINS da energia injetada na rede;
O Governo Federal criou o Programa de Desenvolvimento da Geração Distribuída de Energia Elétrica 
(ProGD) com intuito de fomentar a geração distribuída no Brasil;
Alguns municípios que adotam o programa de IPTU verde incluem as instalações de energia solar entre 
as práticas sustentáveis elegíveis para a concessão de desconto no imposto de seus contribuintes.
Dedução de Imposto de Renda (IR) por amortização de equipamentos;
Foi aprovado na Comissão de Serviços de Infraestrutura do Senado o Projeto de Lei 371, de 2015, para o 
resgate do FGTS para aquisição de sistemas de microgeração;
Estão disponíveis no mercado linhas de financiamento para a geração distribuída: Mais Alimentos 
(Pronaf), Economia Verde (Desenvolve SP), Finem (BNDES), PE Solar (Agefepe), Crédito Produtivo 
Energia Solar (Goiás Fomento), FNE Sol (BNB), Construcard (Caixa Econômica Federal), CDC Eficiência 
Energética (Santander), Proger (Banco do Brasil), Consórcio Sustentável (Sicredi), além das empresas 
que estão oferecendo soluções financiadas por meio de contratos de performance (ESCO) e aluguéis.
O potencial de crescimento da geração distribuída
A Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) prevê 1,23 milhão de sistemas conectados à rede até 
2024 (4.557 MW). A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) estima que serão instalados 78 GWp em 
sistemas de geração distribuída até 2050, com grande destaque para a microgeração residencial.
3 GW: poder público;•
13 GW: industrial;•
29 GW: comercial;•
33 GW: residencial.•
Os benefícios da geração distribuída para o Brasil
O Brasil possui um ótimo recurso solar, de 1.550 a 2.350 kWh/m² por ano, porém existem outros 
benefícios agregados à geração distribuída:
Diversificação da matriz energética;•
São evitadas perdas por transmissão de energia, considerando que a geração distribuída é 
disponibilidade próxima ao consumo;
•
Geração de empregosde qualidade: 30 empregos diretos e 3,1 empregos indiretos por MW 
instalado (fonte: Absolar);
•
Possibilidade de desenvolver cadeia produtiva nacional;•
Equilíbrio de cargas no sistema, na rede de distribuição e na fronteira com a rede básica;•
Matriz energética mais sustentável;•
Melhor aproveitamento dos recursos;•
Mais eficiência energética nos empreendimentos•
ProGD: Portaria 538/2015
No dia 15 de dezembro de 2015, o Ministério de Minas e Energia (MME) criou o Programa de 
Desenvolvimento da Geração Distribuída de Energia Elétrica (ProGD) para ampliar e aprofundar as ações 
de estímulo à geração de energia pelos próprios consumidores, com base nas fontes renováveis de 
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de estímulo à geração de energia pelos próprios consumidores, com base nas fontes renováveis de 
energia (em especial a solar fotovoltaica).
Metas ProGD
Reduzir as emissões de CO2 em relação aos níveis de 2005, em 37% até 2015 e em 43% até 2030;1.
Alcançar 23% de energias renováveis (além da energia hídrica) no fornecimento de energia 
elétrica;
2.
Alcançar 10% de eficiência no sistema elétrico até 2030.3.
Ações ProGD
Incentiva a atuação de agentes vendedores de energia de empreendimentos de geração 
distribuída;
•
Estabelece os valores de referência específicos (VREs) e os índices de atualização;•
Prevê estudo para permitir a venda de energia no mercado livre de energia (ACL);•
Institui grupo de trabalho com o MME, Aneel, EPE, Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel) 
e a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) para acompanhar as ações e propor 
aprimoramentos legais, regulatórios e tributários para o estímulo à geração distribuída;
•
Criação e expansão de linhas de crédito para geração distribuída;•
Incentivo ao industrial como foco no desenvolvimento tecnológico, produtivo e inovação;•
Fomento à capacitação e à formação de recursos humanos para atuar na geração distribuída;•
Implantação de sistemas de geração distribuída em escolas federais, universidades e hospitais.•
A geração distribuída fotovoltaica no mundo
Seja pela diversificação da matriz energética, domínio da tecnologia ou busca por minimização dos 
impactos ambientais provindos de fontes não sustentáveis, a geração distribuída vem se consolidando 
no mundo como uma das formas mais inteligentes de se produzir energia:
A geração distribuída no Japão
2013: atingiu uma potência instalada de 6.707 MW, incentivando toda a população a adotar o uso de 
energia solar em suas residências;
2014: tornou-se o segundo maior no mercado mundial, atingindo o recorde de 6,97 GW e 9,74 GW de 
potência instalada;
2016: ampliou a capacidade acumulada, constituindo-se como a segunda maior capacidade instalada de 
energia solar fotovoltaica do mundo, chegando a 42.750 MW, apenas atrás da China;
2019: expandiu seus empreendimentos, criando a primeira usina solar no Brasil, com 1,3 GW de 
potência instalada.
A geração distribuída na Alemanha
2000: aprovação da Lei Obrigatória, em que as companhias elétricas devem pagar, em dinheiro, aos 
consumidores que devolvem o excedente de energia gerada nos sistemas de microgeração, como 
créditos energéticos;
2018: o país trabalha para a diminuição da emissão de CO2, estando 32% abaixo dos níveis do ano de 
1990, estima-se 40% em redução;
2019: é esperado que a Alemanha produza 35% da eletricidade a partir de fontes de energia renováveis, 
para que seja possível atingir 100% de energia limpa e inesgotável em utilização até 2050.
A geração distribuída nos EUA
2008: o departamento de energia do governo estadunidense anunciou o investimento de US$ 17,6 
milhões em seis companhias de energia. Assim, tornou a energia fotovoltaica competitiva por meio do 
desenvolvimento tecnológico;
Incentivos fiscais e financiamentos: 40 estados já adotaram o sistema de net metering. Taxas de 
financiamentos mais baixas para sistemas fotovoltaicos e deduções de impostos estão entre as políticas 
de incentivo que foram aplicadas pelo governo para o desenvolvimento da fonte;
2019: por conta do crescimento constante da distribuição de energia solar no mundo, estima-se que, em 
2022, o uso da fonte alternativa chegue a 30%, segundo a International Energy Agency (IEA).
Resultados: os EUA já possuem um mercado consolidado em geração distribuída. Para os consumidores, 
novos produtos financeiros estão se popularizando em formato de PPA ou leasing, visando trazer aos 
clientes economia imediata por meio da energia solar (savings from day one). Estão previstos 30.000 
novos postos de emprego nos EUA em geração distribuída de energia para 2016.
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Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH)
De acordo com a ANEEL, as geradoras de energia elétrica de porte pequeno podem ser classificadas em 
Pequena Central Hidrelétrica (PCH) e Central Geradora Hidráulica (CGH). As Pequenas Centrais 
Hidrelétricas são usinas com reservatório de até três quilômetros quadrados e com potência instalada 
entre 1 e 30 MW. As Centrais Geradoras Hidráulicas, por outro lado, são usinas com potência máxima de 
até 1 MW.
Por serem menores, essas centrais de energia são mais baratas de construir e causam um dano 
ambiental menor, pois não alagam grandes áreas, preservando o habitat natural das espécies que vivem 
próximas a elas, além disso, podem ser construídas em rios com menor vazão, onde esses, 
proporcionam para a descentralização da geração de eletricidade no país.
Na figura abaixo, pode-se observar o esquema básico de uma PCH.
Sobre os aspectos técnicos, além da potência instalada, existem ainda outras características que 
diferenciam essas geradoras de energia, como por exemplo, o processo de licenciamento. Mas vamos 
diferencia-las melhor. Uma PCH depende basicamente, da realização de um Estudo de Inventário, o qual 
irá analisar o potencial hidráulico do rio onde ela será instalada e de um projeto básico, onde esse, nada 
mais é que um detalhamento técnico, sendo o principal estudo de uma PCH, cujo a análise e aprovação 
fica a cargo da ANEEL. Já em uma CGH, o processo de licenciamento é muito mais simples, uma vez que 
a elaboração do inventário e do projeto básico não são necessários e deve-se apenas comunicar o órgão 
regulador e fiscalizador sobre a intenção de implantação.
Outra diferenciação entre as CGHs e as PCHs é seu prazo total de implantação. Enquanto o prazo total 
para implantação de uma PCH é, em média, de cinco anos, para uma CGH é de dois anos e meio.
Sobre a capacidade instalada no Brasil, segundo informações da ANEEL, existem atualmente 463 
pequenas centrais hidrelétricas em todo o Brasil, somando uma potência instalada de 4.658.669 kW e 
pelo menos 30 em construção. Há ainda 446 CGHs no país, com uma potência no total de 272.886 kW. 
A figura a seguir mostra a potência existente no Brasil, divida por região, segundo a Eletrobrás (2011).
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As Usinas Hidrelétricas de grande porte (UHE), com capacidade instalada de mais de 30 MW, são 
caracterizadas por possuírem grandes reservatórios, característica que lhes possibilitam operar por 
algum tempo em período de estiagem. Mas aonde entrem as PCHs nesse sistema? Como uma 
alternativa às UHE nos períodos de cheia, época em que as centrais operam com o fio d’água, as 
Pequenas Centrais Hidrelétricas entram em funcionamento gerando a capacidade dos grandes 
reservadores armazenarem elevados níveis de água e com isso, quando entrar o período de estiagem, 
às UHE podem funcionar com capacidade plena, já que nesse mesmo período os pequenos reservatórios 
das PCHs ficam incapazes de gerar energia. Esse complementação entre os dois tipos de Hidrelétricas é 
extremamente importante para manter a geração continua, não atingindo o consumo e 
desenvolvimento do país, além do fato que as PCHs atribuem uma complementação das cargas 
ofertadas a pequenos centros urbanos e regiões rurais.
A grande parte da atratividade no setorde PCHs e CGHs é explicada pelas altas margens operacionais 
alcançadas com o baixo custo de geração/manutenção e por ser uma fonte que apresenta um grande 
histórico de medição de descargas, o que diminui os riscos de uma geração efetiva inferior à planejada.
São vários os fatores que viabilizam a construção de PCHs e CHGs, tanto fatores econômicos, quanto 
fatores socioambientais, sem contar a capacidade de manter a região próxima suprida energeticamente, 
gerando crescimento e desenvolvimento local.
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