GESTÃO DE RECURSOS ENERGÉTICOS

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1 GESTÃO DE RECURSOS ENERGÉTICOS Tiago PARENTE 1 RESUMO O objetivo da presente comunicação passa pela apresentação dos produtos de gestão de recursos energéticos, desenvolvidos na Luságua Serviços Ambientais, S.A. (LSA), assim como, pelo enaltecimento das oportunidades inerentes à eficiência energética e, pelo enquadramento legal desta temática. Numa primeira fase apresentam-se os benefícios, incentivos e imposições regulamentares em vigor, em particular no âmbito do Decreto-Lei nº 71/2008 e o Decreto-Lei nº 68-A/2015. Neste enquadramento apresentam-se os nossos serviços de auditoria energética e resumem-se algumas medidas de otimização energética usualmente identificadas. Ainda na vertente dos serviços de auditoria, promovem-se as vantagens na implementação de sistemas de gestão de energia previstos pela ISO e os serviços de consultoria disponibilizados pela LSA. Posteriormente, numa ótica de gestão eficiente do recurso eletricidade e do seu encargo, descrevem-se os serviços de consulta de mercado energético realizados no grupo AQUAPOR, a evolução relativa do preço médio de eletricidade nas empresas do grupo relativamente às referências de mercado e, a descrição das soluções contratadas nos últimos anos. Apresentam-se também produtos no âmbito da monitorização, gestão e otimização contínua de consumos de energia. Por fim, efetuando o devido realce ao tema da produção renovável de energia e à oportunidade de utilização de recursos endógenos, resumem-se as instalações de produção renovável existentes no grupo, nomeadamente a potência instalada e a produção de eletricidade em 2014 de fonte fotovoltaica, cogeração a biogás e mini-hídrica. Palavras-chave: auditoria, monitorização, otimização, eficiência energética. 1 - Engenheiro Mecânico e Auditor de Energia na Luságua Serviços Ambientais, S.A., tparente@lusagua.pt 1/8

2 1. INTRODUÇÃO Desde 1987, a AQUAPOR / LUSÁGUA é um dos principais players do mercado na Gestão de Concessões Municipais e Prestações de Serviços de abastecimento de água e de saneamento de águas residuais diretamente à população, às autarquias e às indústrias. Atualmente o Grupo é constituído por várias empresas tais como: TRATAVE, Águas de Gondomar, Águas do Vouga, Águas da Teja, Águas do Planalto, Águas da Figueira, Águas do Lena, Luságua Alcanena, Águas de Alenquer, Águas de Azambuja, Luságua Lisboa, Águas de Cascais, Águas do Sado, Visaqua e Aquagest. Empresas que constituem uma enorme fonte de know-how do Grupo e mesmo referências no sector. Figura 1 - Presenças do grupo Aquapor/Luságua O grupo está presente em Portugal, Angola, Moçambique e Arábia Saudita. Vinte e cinco municípios têm serviços concessionados à Aquapor e a Luságua presta serviços em cinquenta e oito municípios de Portugal. A LSA centraliza os serviços ambientais do Grupo AQUAPOR, tais como a operação e manutenção de ETAR e de outras infra-estruturas hidráulicas, assistência técnica, auditoria especializada e controlo analítico. As suas linhas de negócio passam principalmente pela gestão integrada do ciclo urbano da água e ainda pela gestão integrada de resíduos e pela gestão de recursos energéticos. 2/8

3 2. GESTÃO DE RECURSOS ENERGÉTICOS O presente produto pretende contribuir para a sustentabilidade ambiental e económica do sector da água através da redução de consumos e maximização do aproveitamento dos recursos existentes para produção interna de energia Auditorias Energéticas A meta da eficiência energética advém do contínuo acompanhamento e análise dos sistemas de modo a identificar medidas conducentes a esse objetivo, medidas que passam pela identificação de soluções tecnológicas mais adequadas, pela correta gestão operacional e pelo acompanhamento do ciclo de vida de todo o sistema. A auditoria energética surge assim como a ferramenta essencial para avaliar e acompanhar todo o processo inerente à gestão dos consumos e recursos energéticos das instalações. Contempla a quantificação e qualificação dos consumos de energia, assim como a determinação das eficiências dos seus consumidores, medidas de melhoria desses indicadores e identificação de potenciais endógenos para aproveitamento energético. A LSA dispõe de equipa de técnicos multidisciplinar com vasta experiência quer no setor da água quer no setor da energia para a execução de auditorias energéticas qualificadas Enquadramento No que concerne a presente comunicação e em particular o presente capítulo, evidencia-se o Decreto-Lei 71/2008 relativo aos Sistemas de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia na Indústria (SGCIE) e o Decreto-Lei 68-A/2015. No que toca ao âmbito de aplicação previsto no SGCIE O regime previsto no presente decretolei aplica-se às instalações consumidoras intensivas de energia (CIE) que no ano civil imediatamente anterior tenham tido um consumo energético superior a 500 toneladas equivalentes petróleo (500 tep/ano), com exceção das instalações de co-geração juridicamente autónomas dos respetivos consumidores de energia.. O SGCIE não é exclusivo para instalações CIE podendo qualquer instalação registar-se e usufruir de todas as vantagens que este sistema prevê, sistemas de comparticipação de despesas com auditorias energéticas e medidas de otimização, isenção do ISP. Apesar dos incentivos apresentados há que realçar que a maior vantagem inerente a este sistema recai na otimização da eficiência energética nas instalações. Como é natural o SGCIE apresenta metas de performance a atingir, pelo que o seu não cumprimento poderá implicar penalidades que passarão por devolução parcial ou total de incentivos e até mesmo coimas. O DL nº 68-A/2015 prevê que as instalações, as frotas e os edifícios ou frações autónomas, bem como os demais equipamentos consumidores de energia, detidos por empresas não PME e que não se encontrem sujeitos aos regimes previstos no DL nº 71/2008, na Portaria nº 228/90 e no DL nº 118/2013, devem ser objeto de auditoria energética a cada quatro anos, ou a cada oito anos quando a 3/8

4 mesma não se mostre rentável (em que o retorno do investimento em medidas de otimização, incluindo despesa de auditoria, seja superior a quatro anos). Ainda no âmbito deste Decreto-Lei, todas as empresas não PME devem registar-se no site da DGEG e registar de quatro em quatro anos os seus consumos de energia nos anos anteriores Medidas de Otimização Dependendo de cada instalação e do seu estado de conservação, serão imensas as medidas passíveis de identificar para a otimização dos consumos de energia. Neste subcapítulo descrevemos sucintamente alguns exemplos usuais no setor das águas. Exemplo 1: A instalação elevatória intermédia (em ETAR) apresentava desvio de rendimento de aproximadamente 25%. Face à necessidade de manter caudal constante à linha de tratamento biológico era estrangulada válvula para esse efeito. Após analisar a instalação, o rendimento dos equipamentos e o histórico operacional, efetuaram-se as sugestões descritas na tabela anexa. Tabela 1 - Estudo de Estação Elevatória. Grupo 1 Consumo específico kwh/m 3 Grupo 3 0,0482 0,0381 Antes Depois Descrição Economias 0,0482 0,0381 Grupo 2 0,0479 0,0109 Grupo 4 0,0488 0,0381 Grupo 5 0,0543 0,0381 Recuperação de impulsor e perdas entre impulsor e voluta Recuperação de impulsor e perdas entre impulsor e voluta e implementação de VEV e alternativa a válvula estrangulada. Recuperação de impulsor e perdas entre impulsor e voluta PRI (anos) ,4 Face aos tempos médios de operação sugeriu-se ainda para investimento futuro implementar variação de frequência em todos os grupos de modo a maximizar a vantagem de operação paralela de grupos de bombagem, sem comprometer a velocidade mínima de escoamento deste tipo de afluente. Exemplo 2: Numa bacia de tratamento biológico de águas residuais, registaram-se valores de oxigénio dissolvido entre 3,5 e 5 mg.l -1. Sabendo-se que concentrações de oxigénio superiores a 2 mg.l -1 não limitam o tratamento biológico por essa necessidade (podendo este valor ser ainda inferior dependendo das limitações estruturais e das variáveis a tratar) sugeriu-se redução de velocidade da turbina de arejamento superficial existente. Com a implementação de VEV e redução de 10% na velocidade nominal da turbina alcançou-se uma redução de potência de 26,3%. Face à redução média da concentração de oxigénio no afluente, para além de reduzir a energia consumida melhorou-se o coeficiente de transferência oxigénio da turbina, conforme descrito nas tabelas em baixo. 4/8

5 Tabela 2 - Rendimento de turbina de arejamento, velocidade nominal (50Hz) Cs Cl dc/dt TCO TCO P K La E mg.l -1 mg.l -1 (mg.l -1 ).min -1 (mg.l -1 ).min -1 (mg.l -1 ).h -1 kw h -1 kgo2.kwh -1 9,9 0,5 2,42 3,42 205,5 30,5 21,9 2,3 9,9 2,5 0,21 1,23 73,9 30,5 10,0 1,0 9,9 3,5 0 1,01 60,8 30,5 9,5 1,0 Tabela 3 - Rendimento de turbina de arejamento, velocidade reduzida (45Hz) Cs Cl dc/dt TCO TCO P K La E mg.l -1 mg.l -1 (mg.l -1 ).min -1 (mg.l -1 ).min -1 (mg.l -1 ).h -1 kw h -1 kgo2.kwh -1 9,9 0,5 2,41 3,42 205,5 22,5 21,9 3,1 9,9 1,5 0,38 1,39 83,4 22,5 9,9 1,4 9,9 2,5 0 1,01 60,8 22,5 8,2 1,2 Exemplo 3: Após campanhas de medições locais nas três ETAR estudadas, identificou-se como significativo potencial de otimização a substituição das turbinas de arejamento superficial do tratamento biológico por modelo de melhor performance. A tabela anexa descreve os valores de poupança inerente a essa alteração. Tabela 4 - Análise comparativa de performance de turbinas de arejamento Base Instalação 1 Instalação 2 Instalação 3 Arejamento - kwh/ano Turbinas Existentes OTR - Kg O2/KWh 0,87 0,83 0,94 Unidades Potência uni. acionamento- kwh Kg O2 adicionados/ano Turbinas propostas SOTR - Kg O2/KWh 2,20 2,20 2,20 OTR - Kg O2/KWh 1,68 1,68 1,68 Unidades Potência uni. acionamento- kwh Economias kwh/ano PRI (meses) 14,3 17,2 10,7 Exemplo 4: Na presente instalação foi efetuado estudo ao rendimento do tratamento biológico. No que concerne à performance energética dos equipamentos foram efetuadas as sugestões descritas na tabela em baixo. 5/8

6 Tabela 5 - Análise de performance de arejamento de tratamento biológico Instalação 1 Tipo de Arejamento Linha 1 Linha 2 Turbinas de arejamento superficial Difusão por bolha fina Frequência 50Hz 50Hz 37,5Hz OTR - Kg O2/KWh 0,9 1,7 2,1 Limitações Face à elevada capacidade dos compressores instalados, a introdução de oxigénio é superior ao consumo implicando paragens frequentes dos equipamentos durante períodos mínimos de 30 minutos (integridade mecânica). Sugestão apresentada Manter operação de compressores a frequência reduzida e desviar caudal da linha 1 para a linha 2 de modo a aumentar carga e reduzir frequência de paragens de compressores Sistemas de Gestão de Energia A norma ISO 50001:2011 foi desenvolvida pela Organização Internacional de Normalização (ISO) como Norma Internacional para gestão de energia. A presente norma especifica requisitos para uma organização estabelecer, implementar, manter e melhorar um Sistema de Gestão Energética (SGEn), promovendo uma abordagem metódica, no sentido de alcançar melhorias contínuas do desempenho energético. Esta norma define um procedimento padrão para medir, relatar e analisar continuamente a instalação, baseando-se no modelo PDCA (Plan-Do-Check-Act). A LSA detém de técnicos com competências para formar colaboradores que pretendam iniciar a implementação da ISO nas instalações pelas quais são responsáveis Contratos de Eletricidade No âmbito da gestão dos contratos de eletricidade o grupo Aquapor/Luságua tem vindo a procurar encontrar no mercado as opções contratuais que melhor se adequem ao seu modelo de consumos, verificando-se nos últimos anos uma redução constante do preço médio de eletricidade relativamente ao preço médio da eletricidade na indústria em Portugal. 6/8

7 % Variação Aquapor (MT) vs Eurostat -0,19-0, ,21-0,22-0,23-0,24-0,25 % Variação Aquapor (BTE) vs Eurostat 0, ,10-0,20-0,30-0,40 Figura 2 - Evolução relativa dos preços médios de eletricidade do grupo Aquapor/Luságua De entre os fatores que influenciam o preço final do custo de eletricidade temos procurado controlar e otimizar os seguintes: I. Fator de escala Desde cedo que centralizamos a consulta de mercado a todas as empresas do grupo; II. Modelo de consulta Consulta de todos os players de mercado, validados pelo Regulador; III. Modelo de propostas Solicitação de várias modalidades de proposta, preço fixo e preço indexado ao mercado diário; IV. Negociação Possibilidade de negociação de contratos, tanto na vertente de custo como de risco; V. Acompanhamento Acompanhamento contínuo de contratos indexados ao mercado diário. De entre os seus serviços a LSA dispõe de equipa para consultoria e apoio na negociação e manutenção de contratos de consumo elétrico Monitorização e Otimização Contínua A gestão de energia e otimização dos consumos de eletricidade está em grande escala dependente das ferramentas disponíveis. Ferramentas de monitorização contínua incrementam a possibilidade de alcançar níveis de eficiência energética que métodos discretos não permitem. Nessa linha temos vindo a desenvolver, integrar e comercializar com os nossos parceiros, soluções nos seguintes âmbitos: 1. Otimização de tratamento biológico de ETAR aplicação informática modular, interativa e flexível que permite integrar todos os elementos necessários para gerir qualquer processo, podendo esta ser totalmente adaptada às características da ETAR, permitindo assim a máxima otimização do processo controlado. O Objetivo da aplicação é o de escolher a melhor alternativa para a regulação e controlo do fornecimento de ar nas ETAR para otimizar o processo biológico e o consumo energético dos equipamentos de arejamento. 2. Contratos de eletricidade Solução wireless para monitorização contínua de qualquer grandeza, aqui enquadrada nos consumos de eletricidade para apoio em negociações e 7/8

8 manutenções de contratos de eletricidade, assim como para apoio na análise e gestão de serviços de energia. 3. Otimização de estações elevatórias Algoritmo evolucionário de otimização do funcionamento de redes atendendo ao histórico de consumos e às características físicas da rede. Numa primeira abordagem a equipa da LSA efetua a auditoria energética que possa identificar a vantagem estratégica na implementação de alguma das soluções anteriores. Posteriormente apresenta proposta de acompanhamento e consultoria das presentes soluções nos modelos de negócio que mais interessem ao cliente Energias Alternativas A independência energética é de todo um fator essencial à competitividade das empresas. Na Aquapor/Luságua as estruturas de produção de energia alternativa são: Tabela 6 - Produção de energia alternativa no grupo Aquapor/Luságua em 2014 Valores Cogeração - biogás Fotovoltaíca Hidroelétrica Total Geral Potência instalada [kw] Energia 2014 [kwh] tco2 evitadas [ton] A nossa equipa, numa fase inicial de auditoria energética identifica e efetua a análise preliminar de viabilidade de implementação de aproveito endógeno de energia, passando posteriormente a análise para a equipa de inovação e novos projetos. 3. CONCLUSÃO Em sumula há que reforçar a importância da gestão e otimização dos usos de recursos energéticos, promovendo assim a competitividade das empresas e a diminuição da pegada ambiental. A LSA propõem os seguintes estudos: I. Auditorias Energéticas; II. Sistemas de Gestão de Energia; III. Gestão de contratos de eletricidade; IV. Monitorização e otimização contínua; V. Aproveitamento endógeno de energia. 8/8