SEMINÁRIO GESTÃO DO USO DA ENERGIA ELÉTRICA NO SANEAMENTO

Transcrição

1 AESBE ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS EMPRESAS ESTADUAIS DE SANEAMENTO SEMINÁRIO GESTÃO DO USO DA ENERGIA ELÉTRICA NO SANEAMENTO Tipologias de projeto Rio de Janeiro Março / 2013 Airton S. Gomes - Consultor

2 A EXPERIÊNCIA DO PROCEL JÁ CONSTATOU AS DIFICULDADES PARA O DESENVOLVIMENTO DE PROJETOS DE EE

3 LIÇÕES APRENDIDAS: DIFICULDADES COM MEDIÇÕES ELÉTRICAS Múltiplas instalações agrupadas sob um único medidor (da concessionária) ausência de medições individualizadas do próprio prestador de serviço; Dificultador: necessidade de simultaneidade com as medições hidráulicas nas diversas configurações (bombas isoladas ou em paralelo); Ausência de profissionais nas operadoras com experiência em medições elétricas; ausência de equipamentos (analisadores de energia); Prestadores de empresas municipais mais despreparados que os prestadores de empresas estaduais.

4 LIÇÕES APRENDIDAS: DIFICULDADES COM MEDIÇÕES HIDRÁULICAS Ausência de monitoramento com medidores de pressão nas bombas para determinação das alturas manométricas; Ausência de medidores nas entradas de setores de abastecimento (mede-se normalmente somente a entrada dos reservatórios: conseqüência da visão pelo lado da oferta); Ausência ou escassez de profissionais com experiência em macromedição nos prestadores de serviços;

5 LIÇÕES APRENDIDAS: DIFICULDADES COM MEDIÇÕES HIDRÁULICAS Deficiências de registro: leituras visuais ao invés de registros automáticos em data loggers; Ausência ou insuficiência dos bancos de dados de medição e processamento de informações; Ausência de procedimentos sistemáticos de calibração e determinação de incertezas de medição.

6 LIÇÕES APRENDIDAS Consumo de energia é seriamente afetado pelas perdas de água (vazamentos); O Setor Saneamento necessita desenvolver a cultura de medições elétricas e hidráulicas: baixo conhecimento dos processos nos sistemas; Sérias deficiências de cadastro e medição de consumos. Estrutura organizacional interna nos prestadores não favorece a consecução dos projetos.

7 LIÇÕES APRENDIDAS Necessidade de estabelecer com rigor os procedimentos para determinação de linhas de base consistentes. Determinar claramente as metodologias a utilizar para cálculo de benefícios no projeto (economia de água e energia); Não é possível ignorar as perdas de água ( eficiência hidroenergética ) e graus de atendimento da demanda na determinação das linhas de base; Parâmetros de serviço como Pressão Média dos Sistemas e Tempo Médio de Abastecimento também não podem ser ignorados.

8 DESAFIOS Disseminação das metodologias para eficiência energética no saneamento (capacitação); Como favorecer mudanças organizacionais que viabilizem a Eficiência Energética; Disseminação da cultura de cadastro e de medição (macro e micro); As maiores oportunidades de eficiência energética estão nos processos : como aproveitá-las; Necessidade de profissionalização das áreas projetos e de operação e manutenção (novamente capacitação!);

9 TIPOLOGIAS DE PROJETO TENDO EM VISTA O IMPACTO NA MELHORIA DA EFICIÊNCIA DOS SAA Proposta do PROCEL

10 Balanço de Energia Elétrica simplificado SAA - Brasil ENERGIA ELÉTRICA FORNECIDA AO SISTEMA Dissipação em acionamentos, motores e bombas (relaciona-se com a eficiência nos equipamentos) Dissipação em perdas de carga singulares e distribuidas nas tubulações (relaciona-se com a eficiência nos sistemas) Energia elétrica na água entregue Energia elétrica na água perdida (relaciona-se com a eficiência na distribuição perdas de água) 53 27

11 Potencial ECONÔMICO de recuperação de energia elétrica no setor saneamento: não é possível desprezar as perdas de água Consumo de energia elétrica do setor saneamento em 2010 (SNIS):10,59 TWh. Potencial % do Medidas de eficiência energética de redução Unid consumo do setor Redução de perdas reais de água (até o limite econômico suposto em 1,46 bilhões de m³/ano) Redução de altura manométrica de bombeamento (adequação de válvulas, barriletes, adutoras, com eliminação de perdas de carga / aumento de diâmetros) / Modulação de carga / Uso de conversores de freqüência Sistemas eficientes (dimensionamento adequado, bombas eficientes, reservação bem utilizada, automação) 2,86 TWh 27,00% 2,12 TWh 20,00% 4 Motores eficientes TOTAIS 4,98 TWh 47,00% Obs.: Não foram consideradas as medidas como cogeração pelo aproveitamento de potenciais hidráulicos disponíveis e outras medidas de gerenciamento energético não relacionadas.

12 FATORES QUE AFETAM O CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA A) REDUÇÃO DE VAZÕES BOMBEADAS B) MODULAÇÃO DE CARGAS C) REDUÇÃO DE ALTURAS MANOMÉTRICAS D) AUMENTO DO RENDIMENTO DOS EQUIPAMENTOS

13 SAA: FATORES QUE AFETAM O CONSUMO DE ENERGIA A) REDUÇÃO DE VAZÕES BOMBEADAS A.1 A.2 A.3 A redução de pressões reduz as perdas reais de água, reduzindo a necessidade de bombeamentos. O aumento da continuidade no abastecimento reduz a intensidade dos bombeamentos, pelo aumento dos tempos de transferência. A automação e melhoria de processos operacionais pode também reduzir as vazões bombeadas

14 SAA: FATORES QUE AFETAM O CONSUMO DE ENERGIA B) MODULAÇÃO DE CARGAS B.1 B.2 O uso de conversores de frequência reduz as demandas e consumos, podendo inclusive reduzir as perdas reais de água no caso de bombeamentos diretos na rede. O deslocamento de cargas do horário da ponta (deslocamento de horário dos bombeamentos) reduz as demandas de ponta B.3 Combinação dos casos.

15 CONSUMO DE ENERGIA C) REDUÇÃO DE ALTURAS MANOMÉTRICAS C.1 C.2 C.3 C.4 C.5 Redução do desnível geométrico ou o melhor aproveitamento do desnível geométrico existente, no caso de bombeamentos sucessivos. O aumento do diâmetro das tubulações pode reduzir perdas de carga; A limpeza e revestimento das tubulações podem reduzir perdas de carga A eliminação de ar nas tubulações e vórtices nos tanques de sucção e saídas reservatórios permite o funcionamento adequado dos bombeamentos A reconfiguração de barriletes, substituição de válvulas pode reduzir perdas de carga. C.6 Combinação dos casos

16 SAA: FATORES QUE AFETAM O CONSUMO DE ENERGIA D) AUMENTO DO RENDIMENTO DOS EQUIPAMENTOS D.1 Substituição de equipamentos motores, acionadores, bombas; D.2 Mudança de regras operacionais, para eliminar situações de bombeio em paralelo inconvenientes. D.3 Combinação dos casos

17 COMO AVALIAR RESULTADOS?

18 CÁLCULO DE BENEFÍCIOS SOB A ÓTICA DO SISTEMA ELÉTRICO OS MÉTODOS ATUAIS LIMITAM A ANÁLISE ÀS INSTALAÇÕES DE BOMBEAMENTO

19 CÁLCULO DE BENEFÍCIOS SOB A ÓTICA DO SISTEMA ELÉTRICO Economia no consumo de energia = ( antes depois ) Ajustes Economia na demanda de energia = (kw antes kw depois ) Ajustes

20 PROPOSTA: INVENTANDO UM MÉTODO TOP DOWN RELAÇÃO COM VOLUMES ENERGIA ELÉTRICA FORNECIDA AO SISTEMA 1 2 USANDO ÍNDICES ENERGÉTICOS NOS Dissipação BOMBEAMENTOS em acionamentos, PARA CALCULAR motores e bombas (relaciona-se com a eficiência nos equipamentos) disponibilizados VolDisp Dissipação em perdas de carga singulares e distribuidas nas disp tubulações m³ (relaciona-se com a eficiência bombeado nos sistemas) Energia elétrica na água entregue Energia elétrica na água perdida (relaciona-se com a eficiência na distribuição perdas de água) 3

21 Relação entre índices energéticos e volumes disponibilizados, entregues e perdidos ( disponibilizado ao sistema, Volumes bombeados) disp VolDisp m³ bombeado entregue Vol Vol Entregue Disp disp perdido Vol Vol perdido Disp disp

22 DESEMPENHO ENERGÉTICO EM SAA abordagem top down

23

24 DESEMPENHO ENERGÉTICO DE QUE SISTEMA? SISTEMA DISTRIBUIDOR O USUÁRIO DEFINE QUAL PARTE DO SISTEMA DISTRIBUIDOR (SETOR, ZONA, DMC), OU SE É TODO OS RESULTADOS VÃO SE REFERIR AO SISTEMA DEFINIDO PELO USUÁRIO OS RESULTADOS SÃO MÉDIAS DE UM LARGO PERÍODO LEMBRAR QUE OS CONSUMOS DE ENERGIA VÃO REFLETIR AS AÇÕES TOMADAS NO SISTEMA, MESMO AS NÃO PLANEJADAS.

25 OBRIGADO!! Airton Sampaio Gomes Consultor Fone:

26 Relação entre índices energéticos e volume disponibilizado disp m³ bombeado VolDisp O aumento do disp pode se dar por aumento das perdas de água ou por expansão do sistema (ou ambos); O aumento por expansão do sistema é justificável; o aumento devido ao aumento das perdas reais de água não é justificável; Economia de energia = ( antes depois ) Ajustes

27 Relação entre índices energéticos e volumes entregue e perdidos em fugas entregue Vol Vol Entregue Disp disp perdido Vol Vol perdido Disp disp A redução ou o aumento das perdas reais de água podem melhorar ou comprometer o resultado de um projeto de economia de energia a montante do sistema distribuidor; A identificação de volumes entregues e perdidos é um Ajuste necessário caso se deseje avaliar o impacto da expansão e das perdas reais de água no consumo de energia do sistema;