PROGRAMA DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA DA CETREL - UMA EXPERIÊNCIA VITORIOSA

PROGRAMA DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA DA CETREL - UMA EXPERIÊNCIA VITORIOSA Manoel Reis Neiva Engenheiro Civil pela Universidade Federal da Bahia em 1977. Engenheiro Sanitarista e Ambiental pelo International Institute for Infrastructural, Hydraulic and Environmental Engineering - Delft - Holanda - 1992/1993. Líder do Time de Efluentes Líquidos da Cetrel S/A Empresa de Proteção Ambiental do Pólo Petroquímico de Camaçari. Endereço: Cetrel S/A - Empresa de Proteção Ambiental, Av. Atlântica - km 9 - Pólo Petroquímico de Camaçari - Camaçari - Bahia - CEP: 42810-000 - Brasil - Tel: (071) 834-6840 - Fax: (071) 834-6900 - e-mail: efluentes@cetrel.com.br RESUMO Este trabalho discute as razões que levaram a Cetrel a implantar o seu Programa de Conservação de Energia, bem como as suas principais etapas: metodologia empregada para elaboração do diagnóstico energético; análise técnica e econômica e os resultados obtidos. PALAVRAS-CHAVE: Desperdício, Impacto Ambiental Negativo, Diagnóstico Energético, Educação Ambiental, Implementação de Medidas; Combate ao Desperdício, Conservação de Energia, Redução dos Efeitos Ambientais Adversos. INTRODUÇÃO O desperdício no Brasil ainda atinge índices alarmantes. Se pesquisarmos alguns setores como abastecimento d`água, construção civil, geração e distribuição de energia elétrica, certamente ficaremos surpresos com os números encontrados. Só no que se refere à energia elétrica, desperdiçamos cerca de 13% do que produzimos anualmente, o que representa um prejuízo de U$ 5,0 bilhões. Com a acelerada industrialização do pais o déficit energético é cada vez maior e se medidas de combate ao desperdício de energia elétrica não forem adotadas, assim bem como não forem empregados os investimentos necessários ao aumento de demanda energética prevista, poderá haver blecaute em breve. A Cetrel S/A Empresa de Proteção Ambiental, responsável pela operação dos sistemas de proteção ambiental do Pólo Petroquímico de Camaçari Ba, maior complexo 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3399

integrado de industrias da América Latina, está atenta à esse problema e vem dando a sua margem de contribuição, na medida em que vem executando nos últimos três anos alguns programas de combate ao desperdício. O Programa de Conservação de Energia da Cetrel objetiva o combate ao desperdício de energia elétrica na empresa, através da conscientização dos seus empregados, de mudanças nos procedimentos operacionais e na substituição de equipamentos existentes por outros de menor consumo de energia elétrica. A Cetrel foi a empresa ganhadora em 1986 do prêmio Melhor Sistema de Gestão Ambiental do País, patrocinado pelo Jornal Gazeta Mercantil, sendo premiada com uma consultoria em conservação de energia através de Furnas Centrais Elétricas S/A e Cepel Centro de Pesquisa de Energia Elétrica. LEVANTAMENTO DE DADOS DE CAMPO Em dezembro de 1996 foi, então, iniciada uma auditoria através das empresas Furnas e Cepel, com o objetivo de apontar as possibilidades de economia de energia elétrica nos processos de tratamento utilizados pela Cetrel, assim bem como indicar os investimentos necessários e os respectivos prazos de retorno das medidas a serem adotadas. A metodologia empregada constou de: - Instalação de um analisador de redes na Subestação Principal da ETE-Estação de Tratamento de Efluentes. - Medições de parâmetros elétricos e mecânicos ( tensão, corrente, potência ativa, fator de potência, rotação, temperatura ) nos motores elétricos da ETE, Estações Elevatórias e Unidade de Incineração. - Levantamento do sistema de iluminação de todas as unidades operacionais; - Levantamento de campo para a obtenção de dados de placa e de operação dos motores elétricos de cada unidade operacional; - Aquisição das contas de energia elétrica no período de Nov/95 à Dez/96; - Aquisição do relatório de demanda de 15/15 minutos da ETE; - Conhecimento do ciclo de operação das unidades operacionais; - Pesquisa em arquivo técnico para identificação e aquisição de diagramas unifilares e das plantas de iluminação das unidades; - Análise de todos os dados levantados; - Emissão do relatório preliminar contendo as medidas de conservação de energia possíveis de serem adotadas pela empresa; - Solicitação de informações pendentes e emissão de relatório final. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO Do diagnóstico realizado chegou-se às seguintes constatações: 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3400

Iluminação Os sistemas de iluminação das diversas unidades operacionais apresentavam um grande número de equipamentos de baixa eficiência, do ponto de vista de consumo de energia elétrica. Motores Elétricos Os motores encontrados nas unidades operacionais eram na sua totalidade do tipo padrão e foram analisados quanto ao carregamento (dimensionamento), possibilidade de substituição/troca por motores de alto rendimento, instalação de Acionamentos Eletrônicos (Variadores de Frequência-ASD s), métodos de partida e acoplamento à carga. Transformadores Verificou-se que alguns transformadores operavam com baixa carga, possibilitando, dessa forma, a transferencia de alimentação de alguns equipamentos. Ciclo de Operação A análise do ciclo de operação de todas as unidades da Cetrel tiveram como objetivo verificar a possibilidade de alteração do horário de funcionamento de alguns equipamentos, tirando-os do horário de ponta, e ainda, a utilização de grupos geradores diesel em substituição ao sistema de suprimento de energia elétrica pela Coelba Companhia de Energia Elétrica do Estado da Bahia, nesse mesmo período. Análise tarifária Os contratos de fornecimento de energia elétrica foram analisados levando-se em conta todas as tarifas passíveis de serem aplicadas à empresa (azul, verde, convencional/firme). Em uma primeira etapa foi considerado apenas o estado de operação naquele momento. A etapa seguinte consistiu de novas simulações, levando-se em consideração as possíveis mudanças no regime de operação das unidades e as medidas de conservação de energia a serem implementadas. Os resultados obtidos com o diagnóstico energético são apresentados na tabela 1, 2 e 3. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3401

Tabela 1 - Resultados do diagnóstico energético da Cetrel na Estação de Tratamento de Efluentes - ETE. Medidas Economia de energia anual Investimento necessário Economia anual estimada Prazo de retorno médio (kwh) (R$) (R$) Substituição do sistema de 466.565 79.193,00 39.597,00 24 meses iluminação Troca imediata de motores 576.626 137.912,00 48.929,00 34 meses Substituição gradual de motores 1.166.139 123.118,00 98.958,00 15 meses Desligamento do transformador 34.560 --- 2.933,10 Imediato da SE-M2 Transferência da alimentação da bacia de emergência para a SE de Atlântica --- --- 3.392,00 Imediato Alteração do ciclo de operação da EE Capivara --- --- 77.540,40 Imediato Total com a troca imediata de motores Total com a substituição gradual de motores 1.077.751 217.105,00 172.391,50 15 meses 1.667.264 202.311,00 222.420,50 11 meses Tabela 2 - Resultados do Diagnóstico Energético da Cetrel Incineração. Medidas Economia de energia anual Investimento necessário Economia anual estimada Prazo de retorno médio (kwh) (R$) (R$) 72.913 9.403,00 6.188,00 18 meses Substituição do sistema de iluminação Troca imediata de motores 10.040 1.941,00 850,00 28 meses Substituição gradual de motores 42.853 5.293,80 3.635,00 18 meses Uso de ASD na área 400 955.540 80.000,00 81.096,69 12 meses Total com a troca imediata de motores Total com a substituição gradual de motores 1.038.493 91.344,80 88.134,69 13 meses 1.071.306 94.696,80 90.919,69 13 meses Tabela 3 - Resultados do Diagnóstico Energético da Cetrel EE Imbassai. Medidas Economia de energia anual Investimento necessário Economia anual estimada Prazo de retorno médio (kwh) (R$) (R$) Substituição do sistema de 18.060 873,00 1.533,00 7 meses iluminação Troca imediata de motores 62.312 22.936,00 5.280,00 44 meses Substituição gradual de motores 62.312 6.668,00 5.280,00 15 meses Operação geral diesel no horário 160.776 --- 6.828,00 Imediato de ponta Total com a troca imediata de 241.148 7.541,00 13.641,00 7 meses motores Total com a troca gradual de motores 241.148 7.541,00 13.641,00 7 meses 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3402

INVESTIMENTOS REALIZADOS O total de investimentos empregados no Programa de Conservação de Energia da Cetrel, ajustado para o valor presente é de R$ 422.845,84. A tabela 4 apresenta os desembolsos mensais realizados no Programa e o ajustamento dos mesmos para valor presente, base janeiro/98. Tabela 4 - Investimentos no Programa de Conservação de Energia. FURNAS (R$) SNO (R$) INVESTIMENTOS SRS (R$) TOTAL (R$) TOTAL AJUSTADO (R$) Set 97 10.628,00 32.101,28 188,16 42.917,44 44.964,17 Out 97 10.628,00 27.530,53 41.667,22 79.825,75 82.664,22 Nov 97 10.628,00 32.175,63 10.693,19 53.496,82 54.757,59 Dez 97 113.570,35 46.893,24 160.463,59 162.343,42 Jan 98 10.628,00 15.909,76 9.005,41 35.543,17 35.543,17 Fev 98 89,60 16.192,44 16.282,04 16.093,50 Mar 98 3.735,67 3.735,67 3.649,66 Jun 98 12.170,00 12.170,00 11.481,53 Jul 98 12.170,00 12.170,00 11.348,58 TOTAL ACUMULADO (R$) 422.845,84 CRITÉRIOS UTILIZADOS PARA APURAÇÃO DOS RESULTADOS Metodologia para acompanhamento dos resultados A apuração dos resultados do Programa de Conservação de Energia envolveu a determinação de figuras de mérito para os desempenhos energético e econômicofinanceiro do projeto. Para avaliação do desempenho energético das instalações foram computados os consumos específico e incremental, e a economia de energia. Quanto à avaliação do desempenho econômico-financeiro do projeto foram calculadas as reduções de gastos com eletricidade e custos de substituição, a relação economia/investimento, a taxa de retorno ajustada e o tempo de retorno descontado. No que concerne às figuras de mérito que traduzem o desempenho do Programa foram necessários, para cada unidade de operação alterada pelo Programa, os dados mensais de consumo de energia elétrica e produção a partir de janeiro de 1996, e investimentos com a indicação do mês e ano da aplicação. Instalações objeto da avaliação Foram objeto da apuração de resultados as seguintes instalações consumidoras que integram a planta industrial da Cetrel: 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3403

Estação de Tratamento de Efluentes Unidade de Incineração de Resíduos Perigosos Sistema de Disposição de Resíduos Sólidos Estação Elevatória do Complexo Básico Estação Elevatória do Bandeira Estação Elevatória do Cobre Estação Elevatória do Joanes Estação Elevatória do Imbassaí Dados de Consumo Consumo de Referência Com base nas contas mensais de energia elétrica do ano de 1997, fornecidas pela Coelba, foi montado o perfil do consumo de referência que representa o consumo de energia ativa total e demandas ativas na ponta e fora de ponta. Foram considerados, também os consumos e as demandas totais e os consumos e demandas individuais da Estação de Tratamento de Efluentes e da Unidade de Incineração, principais instalações consumidoras, objeto da apuração dos resultados. Novo Consumo Considerou-se os dados de consumo registrados nas contas de energia elétrica dos meses de janeiro a dezembro de 1998. Dados de Produção Critério de Seleção Para possibilitar a quantificação do desempenho energético das instalações, foi necessário apurar os efeitos, sobre o consumo, das variáveis que estão relacionadas com a eficiência energética dos usos finais, alterada a partir do Programa de Conservação de Energia. A variável considerada foi a produção mensal de cada uma das instalações consumidoras envolvidas na análise, caracterizada por um indicador de produção que permitiu identificar as alterações do consumo provocadas por alterações do volume de produção. Variáveis Selecionadas Global Para possibilitar a apuração do desempenho energético global da planta, foi definida como variável representativa da produção global, o volume de efluente tratado na ETE. O desempenho da Unidade de Incineração foi tratado a parte e, portanto, o consumo associado foi segregado do consumo total. Estação de Tratamento de Efluentes Para a ETE foi utilizada, como variável representativa da produção, o volume de efluente tratado. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3404

Incineração Para a incineração foi utilizada, como variável representativa da produção, a massa de resíduos incinerados. Elevatórias Para as elevatórias foram utilizadas, como variáveis representativas da produção, os volumes de efluentes bombeados em cada estação elevatória. FIGURAS DE MÉRITO DO DESEMPENHO ENERGÉTICO Com os dados de consumo e produção, e conforme a metodologia de acompanhamento dos resultados, foram calculadas as seguintes figuras de mérito representativas do desempenho energético das instalações: - Consumo acumulado versus produção acumulada; - Consumo incremental: - Economia de energia. As tabelas 5 e 6 a seguir mostram as figuras de mérito do desempenho energético da Estação de Tratamento de Efluente e da Unidade de Incineração. Tabela 5 - Consumo Acumulado versus produção acumulada da ETE. VOLUME ACUMULADO DE EFLUENTES [m3] ACUMULADO DE ENERGIA Jan 97 3.138.960 3.824.398 Fev 97 6.049.248 8.061.562 Mar 97 9.296.466 11.969.939 Abr 97 12.296.202 16.564.774 Mai 97 15.393.042 20.855.193 Jun 97 18.296.607 24.818.897 Jul 97 21.317.775 28.446.971 Ago 97 24.403.590 32.352.334 Set 97 27.424.692 36.082.920 Out 97 30.588.974 39.838.371 Nov 97 30.588.974 39.838.371 Dez 97 36.278.059 47.089.941 Jan 98 38.959.343 50.654.551 Fev 98 41.746.178 54.013.981 Mar 98 44.642.561 57.861.388 Abr 98 47.558.220 61.304.171 Mai 98 50.744.099 65.188.597 Jun 98 53.779.131 68.838.562 Jul 98 57.074.487 73.201.950 Ago 98 60.235.667 76.965.689 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3405

Tabela 6 - Consumo de Energia Acumulada versus massa de resíduos incinerados. MONTANTE ACUMULADO DE RESÍDUOS [kg] ACUMULADO DE ENERGIA Jan 97 741.931 172.339 Fev 97 1.400.936 348.805 Mar 97 2.189.728 514.377 Abr 97 2.931.262 696.501 Mai 97 3.660.815 886.774 Jun 97 3.957.877 1.033.798 Jul 97 4.335.557 1.204.399 Ago 97 5.281.249 1.547.009 Set 97 6.189.238 1.867.277 Out 97 7.007.921 2.150.455 Nov 97 7.893.288 2.477.316 Dez 97 8.472.841 2.758.894 Jan 98 8.472.841 2.862.679 Fev 98 8.472.841 2.918.503 Mar 98 8.981.253 3.104.912 Abr 98 9.807.035 3.345.778 Mai 98 10.615.256 3.624.229 Jun 98 10.916.056 3.781.436 Jul 98 11.607.850 4.039.630 Ago 98 12.226.142 4.277.538 CUSTO DA ENERGIA A partir das contas de energia elétrica foram obtidos os valores dispendidos com o consumo de energia e o ajustamento dos mesmos para valor presente, base janeiro 1998. As tabelas 7 e 8 apresentam os dispêndios mensais com eletricidade e os valores para as tarifas agregadas da ETE e Unidade de Incineração respectivamente. Tabela 7 - Desembolso Mensal com Eletricidade na ETE. CUSTO DA ENERGIA [R$] TARIFA AGREGADA [R$/kWh] Jan 97 3.824.398 222.602,57 0,05821 Fev 97 4.237.164 247.582,43 0,05843 Mar 97 3.908.377 233.166,63 0,05966 Abr 97 4.594.835 281.520,93 0,06127 Mai 97 4.290.419 293.381,42 0,06838 Jun 97 3.963.704 292.122,82 0,07370 Jul 97 3.628.074 256.461,64 0,07069 Ago 97 3.905.363 272.127,79 0,06968 Set 97 3.730.586 275.881,08 0,07395 Out 97 3.755.451 275.348,23 0,07332 Nov 97 3.866.483 275.106,73 0,07115 Dez 97 3.385.087 218.337,75 0,06450 Jan 98 3.564.610 246.310,63 0,06910 Fev 98 3.359.430 218.428,43 0,06502 Mar 98 3.847.407 248.125,40 0,06449 Abr 98 3.442.783 233.242,58 0,06775 Mai 98 3.884.426 289.198,24 0,07445 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3406

CUSTO DA ENERGIA [R$] TARIFA AGREGADA [R$/kWh] Jun 98 3.649.965 269.459,90 0,07383 Jul 98 4.363.388 310.583,01 0,07118 Ago 98 3.763.739 267.571,68 0,07109 Tabela 8 - Desembolso Mensal com Eletricidade na Unidade de Incineração. CUSTO DA ENERGIA [R$] TARIFA AGREGADA [R$/kWh] Jan 97 172.339 17.553,37 0,10185 Fev 97 176.466 16.933,29 0,09596 Mar 97 165.572 15.885,91 0,09595 Abr 97 182.124 16.920,26 0,09291 Mai 97 190.273 19.735,33 0,10372 Jun 97 147.024 17.496,27 0,11900 Jul 97 170.601 18.716,74 0,10971 Ago 97 342.610 26.660,47 0,07782 Set 97 320.268 25.722,09 0,08031 Out 97 283.178 23.888,19 0,08436 Nov 97 326.861 25.923,78 0,07931 Dez 97 281.578 22.409,93 0,07959 Jan 98 103.785 15.281,24 0,14724 Fev 98 55.824 12.926,83 0,23233 Mar 98 186.409 18.314,16 0,09825 Abr 98 240.866 20.600,80 0,8553 Mai 98 278.451 24.312,36 0,08731 Jun 98 157.207 18.522,47 0,11782 Jul 98 258.194 29.957,16 0,11603 Ago 98 237.908 22.487,98 0,09452 REDUÇÃO DOS GASTOS COM ELETRICIDADE Em função da redução de consumo apurada, foi propiciada uma economia nos gastos com energia elétrica, a qual foi calculada a partir das tarifas agregadas acima determinadas. A economia acumulada na ETE, nos meses de janeiro a dezembro de 1998, ajustada para valor presente, base janeiro de 1998 é de R$ 291.155,84. As tabelas 9 e 10 a seguir apresentam o cálculo das economias apuradas nos gastos com eletricidade na ETE e Unidade de Incineração respectivamente. Tabela 9 Economia apurada com gastos de eletricidade na ETE. REDUÇÃO DE TARIFA AGREGADA [R$/kWh] ECONOMIA [R$] ECONOMIA AJUSTADA [R$] Jan 98 498.983 0,06910 34.479,15 34.479,15 Fev 98 516.838 0,06502 33.604,55 33.215,43 Mar 98 431.153 0,06449 27.805,76 27.165,54 Abr 98 421.078 0.06775 28.527,33 27.547,78 Mai 98 406.481 0,07445 30.262,82 28.885,28 Jun 98 372.549 0,07383 27.503,58 25.947,67 Jul 98 311.451 0,07118 22.168,89 20.672,59 Ago 98 274.638 0,07109 19.524,54 17.995,89 ECONOMIA ACUMULADA AJUSTADA [R$] 215.909,33 Tabela 10 Economia apurada com gastos de eletricidade na Unidade de Incineração. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3407

REDUÇÃO DE TARIFA AGREGADA [R$/kWh] ECONOMIA [R$] ECONOMIA AJUSTADA [R$] Mar 98 26.008 0,09825 2.555,17 2.496,33 Abr 98 42.242 0,08553 3.612,91 3.488,85 Mai 98 41.161 0,08731 3.593,87 3.430,28 Jun 98 --- 0,11782 --- --- Jul 98 9.705 0,11603 1.126,05 1.050,05 Ago 98 22.914 0,09452 2.165,95 1.996,37 ECONOMIA ACUMULADA AJUSTADA [R$] 12.461,89 RECUPERAÇÃO DO INVESTIMENTO Devido a alguns problemas ocorridos durante o ano de 1998 a apuração da redução nos gastos com eletricidade na Unidade de Incineração, não será considerada no cálculo da recuperação do investimento neste trabalho. Calculados os valores presentes dos investimentos realizados no SNO (R$ 280.278,05) e das economias apuradas (R$ 291.155,84), todos em valor presente, conclui-se que foi atingida no período de janeiro a dezembro de 1998, uma amortização de 103,88%, recuperando-se o investimento feito no SNO em 12 meses. CONCLUSÕES A partir dos resultados apurados na análise, verifica-se que: - O consumo incremental aponta para um aprimoramento no desempenho energético das Unidades onde o Programa foi implementado; - A redução dos gastos com eletricidade supera o que seria esperado para o período de observação, tendo em vista que ainda não foram instalados todos os equipamentos que integram o Programa de Conservação de Energia da Cetrel. Essa redução alcançada foi influenciada pelas mudanças operacionais e estruturais implementadas a partir do diagnóstico energético das instalações. Foi superada a meta original de 9,16% para o Programa, uma vez que a redução do consumo atingiu 9,25%. - A economia nos gastos com energia propiciou uma amortização do capital investido, apontando para um tempo de retorno do investimento total em 16 meses. - Devido às ocorrências que impactaram o regime operacional da Unidade de Incineração durante o período sob análise, e as incertezas daí decorrentes para avaliação do desempenho energético da Planta, observar-se-á o comportamento das instalações nos próximos meses para a formulação de um diagnóstico. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A, Diagnóstico Energético, 1997 2. FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A, metodologia para acompanhamento dos resultados, 1997 3. FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A, Relatório de Acompanhamento dos Resultados, dezembro/98. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 3408