AVA L I A Ç Ã O D O M E R C A D O D E E F I C I Ê N C I A E N E R G É T I C A N O B R A S I L P E S Q U I S A D E P O S S E D E E Q U I P A M E N T O S E H Á B I T O S D E U S O - A N O B A S E 2 0 0 5 - C L A S S E I N D U S T R I A L - A L T A T E N S Ã O R E L A T Ó R I O S E T O R I A L : M E T A L U R G I A B Á S I C A
AVALIAÇÃO DO MERCADO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DO BRASIL PESQUISA INDUSTRIAL AT SETOR DE METALURGIA BÁSICA (CNAE 27) RELATÓRIO BÁSICO Jun/07
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO... 2 2. CARACTERIZAÇÃO DAS INSTALAÇÕES... 5 3. ENERGÉTICOS E UTILIDADES... 8 4. AUTOPRODUÇÃO E COGERAÇÃO... 10 5. GERENCIAMENTO ENERGÉTICO... 10 6. SISTEMA ELÉTRICO E FORNECIMENTO DE ENERGIA... 11 7. MOTORES ELÉTRICOS E ACIONAMENTOS... 13 8. ELETROTERMIA... 18 9. ELETRÓLISE... 18 10. ILUMINAÇÃO... 19 11. RACIONAMENTO... 21 12. INSTITUCIONAL... 23 Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 1
1. INTRODUÇÃO O presente relatório se insere dentro dos trabalhos de avaliação do Mercado de Eficiência Energética no Brasil, contratado pela Eletrobrás, com o apoio do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento PNUD e com recursos doados pelo Global Environment Facility- GEF, por meio do Banco Mundial (BIRD), tendo como objetivo obter informações necessárias para formar uma nova e adequada concepção do atual mercado de eficiência energética do país e do impacto do racionamento sobre o mesmo, além de permitir avaliar os efeitos das ações do PROCEL, em busca de uma maior eficiência no uso da energia elétrica. Para este relatório, as informações descritivas apresentadas buscam caracterizar, de forma bastante completa, a utilização da energia no setor de metalurgia básica (CNAE 27), de modo a permitir avaliar os seus desempenhos energéticos e inferir o respectivo potencial de melhoria da eficiência energética existente nesse setor. Especificamente para o setor industrial atendido em alta tensão, a avaliação foi realizada a partir de pesquisas diretas em indústrias de todo o Brasil, as quais foram selecionadas a partir do cadastro das concessionárias de distribuição de energia elétrica, mediante um procedimento de amostragem. Nesse processo, foram sorteadas unidades representativas dos conjuntos de indústrias por atividade econômica e grupo de tensão das cinco regiões do país. Dessa forma, o relatório em questão contém as informações consolidadas relativas às pesquisas quantitativas sobre a utilização da energia nas instalações industriais, realizadas nos anos de 2005 e 2006, em 29 indústrias distribuídas em 9 concessionárias do país conforme a tabela a seguir. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 2
Região NORTE Concessionária Amostra de Metalúrgica Básica CELPA 1 MANAUS 2 Total da Amostra por Região NORDESTE COELBA 3 3 SUDESTE SUL CPFL 1 AES 8 LIGHT 6 AMPLA 1 CELESC 3 CEEE 4 BRASIL 29 3 16 7 Para a amostra obtida, considerando-se um universo de 2542 indústrias desse setor supridas em alta tensão, chega-se a um erro amostral de 15,2% para um intervalo de confiança de 9. Os gráficos a seguir apresentam a distribuição regional do universo levantado e da amostra. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 3
Distribuição universo Metalurgia básica Distribuição amostral Metalurgia básica S 11% N 2% NE 6% CO 1% S 24% N 1 NE 1 CO SE 8 SE 56% Embora tenha-se procurado definir a amostra com base na distribuição setorial do universo das indústrias para cada concessionária, observa-se um desvio da distribuição regional da amostra em relação à distribuição do universo. Esse desvio ocorreu em virtude do grau de rejeição à participação na pesquisa, o que levou à seleção de outras amostras fora desse setor, alterando, assim, a distribuição amostral. Observa-se que as distorções se deram, principalmente, em detrimento da região sudeste. Entretanto, entende-se que para a classe industrial não existem diferenças significativas entre indústrias de um mesmo setor em regiões diferentes; as diferenças são mais expressivas em função do tipo de processo ou dos produtos finais produzidos, dentro de um mesmo setor de atividade. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 4
2. CARACTERIZAÇÃO DAS INSTALAÇÕES A distribuição das indústrias do setor de metalurgia básica pesquisadas no Brasil, por sub-grupo de tensão e faixa de demanda, pode ser vista nos quadros 2.1 e 2.2 a seguir: Quadro 2.1 - Quantidade de indústrias por sub-grupo de tensão Região Sub-grupo Tensão A2 A3 A3a A4 AS Total Brasil 2 0 1 26 0 29 Part.(%) 6,9 0,0 3,4 89,7 0,0 100,0 Quadro 2.2 - Quantidade de indústrias por faixa de demanda máxima (kw) Região Faixa de Demanda Máxima < 500 500 a 1.500 1.501 a 2.500 2.501 a 3.000 3.001 a 5.000 5.001 a 10.000 10.001 a 20.000 20.001 a 50.000 > 50.000 Total Brasil 19 5 1 0 2 0 0 1 1 29,0 Part.(%) 65,5 17,2 3,4 0,0 6,9 0,0 0,0 3,4 3,4 100,0 Verifica-se a preponderância do suprimento A4 para as indústrias desse setor, com a maioria das mesmas com uma demanda máxima inferior a 500 kw. Para esse setor, encontramos 13,7% das indústrias com uma demanda máxima acima de 3.000 kw. Considerando-se a classificação usual com base no número de empregados, ou seja, Pequenas Empresas até 100 empregados, Médias de 101 a 500 empregados e Grandes acima de 500 empregados, no geral, cerca de 66,6% das indústrias pesquisadas seriam enquadradas como de Pequeno Porte, 11,1% de Médio Porte e apenas 22,2% de Grande Porte. Quadro 2.3 - Percentual de indústrias por Quantidade de empregados Região Total de empregados < 30 30 a 100 101 a 250 251 a 500 > 500 Média Brasil 5 13 3-6 267,0 Part.(%) 18,5% 48,1% 11,1% 0, 22,2% Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 5
Em termos de idade das instalações, grande parte das indústrias pesquisadas (27%) têm entre 5 e 10 anos de operação. Cerca de 23% das indústrias pesquisadas têm mais de 30 anos de operação. Esse setor apresenta uma alta dispersão em termos de idade das instalações. Quadro 2.4 - Quantidade de indústrias por Idade da instalação Região Idade da instalação (anos) < 5 5 a 10 11 a 20 21 a 30 > 30 Média Brasil 3 7 6 4 6 21,6 Part.(%) 12% 27% 23% 15% 23% Teoricamente, os parques industriais mais antigos apresentam maiores potenciais de implantação de medidas de melhoria da eficiência energética, em função do nível tecnológico e de automação das instalações, processos e equipamentos existentes. Cabe ressaltar que, caso a instalação ou planta tenha sido reformada, a idade é informada a partir do ano da reforma. A idade informada é o da planta mais antiga, no caso de instalações com mais de uma planta. A ocupação média das instalações (informada por 66% das indústrias do setor), ou seja, a média entre a produção do último ano e a capacidade de cada planta industrial, foi de 67%. A distribuição da ocupação é apresentado no quadro 2.5. Quadro 2.5 - Quantidade de indústrias por Ocupação média da instalação Região Ocupação média da instalação < 3 30 a 5 51 a 7 71 a 9 > 9 Média Brasil 2 4 3 6 4 67,4% Part.(%) 11% 21% 16% 32% 21% No que se refere ao peso da conta de energia elétrica dentro dos custos totais, considerando-se as indústrias que responderam essa questão (52% do total), em 66% delas os custos com energia elétrica são inferiores a 1, sendo que em 33% esses custos são inferiores a 5%. No geral, o custo com energia elétrica representa em média 12,4% do custo total das empresas. A participação do custo da energia elétrica nos custos de produção das indústrias determina, em parte, a propensão a investir em medidas de eficiência energética. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 6
Quadro 2.6 - Quant. de ind. por participação % da energia elétrica no custo Região Participação da energia elétrica no custo < 5% 5 a 1 11 a 2 21 a 3 > 3 Média Brasil 5 5 3 1 1 12,4% Part.(%) 33% 33% 2 7% 7% 3. ENERGÉTICOS E UTILIDADES O quadro 3.1 e o gráfico 3.1 a seguir apresentam a utilização de energéticos primários pelas indústrias do setor de metalurgia básica. O GLP e o óleo diesel foram os energéticos mais utilizados, com uma participação de 17% e 14% respectivamente. Eletricidade Quadro 3.1 - Quantidade de indústrias por Energéticos utilizados Energético Óleo combustível Óleo diesel Gás natural GLP Carvão Lenha Outros Total 29 1 4 3 5 1 - - 29 10 3% 14% 1 17% 3% 10 Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 7
Gráfico 3.1 2 18% 16% Participação 14% 12% 1 8% 6% 4% 2% Óleo combustível Óleo diesel Gás natural GLP Carvão Lenha Outros Energético No que se refere às utilidades industriais, a predominante nesse setor é o ar comprimido, presente em 41% das indústrias, seguido pela água de resfriamento com 17%. Em 54% das indústrias não é utilizada nenhuma outra utilidade além da eletricidade. O quadro 3.2 e o gráfico 3.2 a seguir apresentam os dados referentes às utilidades industriais no setor de metalurgia básica. Vapor Ar comprimido Água quente Água gelada Quadro 3.2 - Quantidade de indústrias por utilidades utilizadas Utilidade Água resfriamento Fluido refrigerante Fluido térmico Ar quente Total 2 12-2 5 2 1-29 7% 41% 7% 17% 7% 3% 10 Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 8
Gráfico 3.2 45% 4 35% Participação 3 25% 2 15% 1 5% Vapor Ar comprimido Água quente Água gelada Água resfriamento Fluido refrigerante Fluido térmico Ar quente Utilidade 4. AUTOPRODUÇÃO E COGERAÇÃO Nenhuma indústria do setor apresentou autoprodução de energia elétrica. 5. GERENCIAMENTO ENERGÉTICO Apenas duas indústrias (7%) disseram possuir uma CICE (Comissão Interna de Conservação de Energia) constituída em suas instalações. Vale ressaltar que 55% das empresas declararam fazer alguma forma de avaliação do uso da energia em suas instalações. A forma mais utilizada de análise da instalação, informado por 69% das indústrias que fazem, foi a avaliação geral da instalação; a segunda forma mais utilizada foi a análise por equipamento principal, informado por 31% das indústrias. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 9
Cerca de 55% das indústrias desse setor informaram que são estabelecidas e cobradas metas de consumo total de energia e de economia de energia. No entanto, 45% dessas indústrias informaram que não são estabelecidas quaisquer metas de desempenho energético. Em termos de prioridade para a instalação, conforme o gráfico 5.1, 83% das indústrias informaram que a melhoria da qualidade está entre a primeira ou segunda prioridade. O aumento da produção foi escolhida como primeira ou segunda prioridade para 69% das indústrias. A melhoria da eficiência energética só aparece em primeiro ou segundo lugar para 35% das indústrias. Gráfico 5.1 9 8 7 6 17% 45% 5 4 3 2 52% 21% 21% 38% 1 14% 14% Aumento produção Melhoria eficiência energética Redução impacto ambiental Melhoria qualidade 1ª prior. 2ª prior. O gerenciamento energético é uma ação indispensável na identificação de oportunidades de melhoria do desempenho energético das instalações. A ausência da mesma enseja um potencial expressivo para a aplicação de medidas de melhoria da eficiência energética, principalmente aquelas associadas com disciplina operacional. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 10
6. SISTEMA ELÉTRICO E FORNECIMENTO DE ENERGIA No que se refere ao fornecimento de energia elétrica segundo o enquadramento tarifário, conforme o gráfico 6.1, 39% são consumidores convencionais e 57% horo-sazonais, sendo 36% Verde e 21% Azul. Apenas uma indústria indicou ser consumidor livre. Gráfico 6.1 Convencional; 39% Livre Verde 62% Azul 17% Cerca de 17% das indústrias afirmaram possuir medições de energia elétrica em outros setores da instalação. Ressalta-se que a medição setorial é uma ferramenta indispensável para o gerenciamento energético da instalação. Cerca de 14% das indústrias afirmaram possuir equipamento de controle de demanda automático na instalação. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 11
Em termos de fator de potência, 48% das indústrias pesquisadas informaram o fator de potência médio de suas instalações. Das que informaram, 36% possuem fator de potência abaixo de 0,92; uma indústria informou que o fator de potência está abaixo de 0,8. No que diz respeito a correntes harmônicas, cerca de 28% das indústrias informaram que, em maior ou menor intensidade, são produzidas correntes harmônicas em suas instalações. O fator de carga médio da instalação foi informado por 66% das unidades pesquisadas. Para o conjunto de indústrias que informaram o valor médio foi de 43%. Em termos de geração de emergência, 21% das indústrias desse setor afirmaram possuir geradores de emergência em suas instalações. Das que possuem, apenas uma afirmou que geram no horário de ponta. 7. MOTORES ELÉTRICOS E ACIONAMENTOS Cerca de 59% das indústrias do setor de metalurgia básica afirmaram possuir sistemas de bombeamento em suas instalações. Do total de sistemas de bombeamento informados, 10 utilizam-se de bombas centrífugas. A forma de controle mais utilizada para os sistemas de bombeamento é o liga-desliga, utilizado em 94% dos sistemas informados; em 3% dos sistemas a forma de controle utilizada é a válvula de restrição e o controle através de inversores não foi citado em nenhum dos sistemas (ver gráfico 7.1). Cerca de 69% das indústrias, afirmaram que a potência instalada em sistemas de bombeamento é inferior a 100 CV. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 12
Válvula restrição 3% Válvula recirculação Gráfico 7.1 Velocidade - inversor Velocidade - outro Outro 3% Liga-desliga 94% Para os sistemas de ventilação, insuflamento e exaustão, 55% das indústrias do setor afirmaram possuí-los. Dos sistemas informados, 82% se utilizam do liga-desliga como forma de controle; 18% dos sistemas utilizam o damper e nenhum dos sistemas usa inversor para controle (ver gráfico 7.2). Para 47% das indústrias que informaram, a potência instalada é inferior a 50 CV. Gráfico 7.2 Liga-desliga 82% Velocidade - outro Velocidade - inversor Outro Ajuste pás Damper 18% Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 13
Em termos de sistemas de ar comprimido e/ou vácuo, 72% das indústrias do setor afirmaram possuí-los. Dos sistemas informados, 34% possuem perdas devido a vazamento inferiores a 5%; 45% dos sistemas possuem perdas entre 5 e 1 e 2 dos sistemas possuem perdas entre 10 e 3 (ver gráfico 7.3). Para 65% das indústrias que informaram, a potência instalada em sistemas de ar comprimido e vácuo é inferior a 100 CV. Gráfico 7.3 45% 45% % sistemas 4 35% 3 25% 2 15% 1 5% 34% 1 1 < 5% 5 a 1 10 a 15% 15 a 3 30 a 5 % perda Cerca de 24% das indústrias do setor afirmaram possuir sistemas de refrigeração. Em 5 das indústrias que informaram o sistema de refrigeração é do tipo expansão direta; em 5 das indústrias o sistema é do tipo expansão indireta com água como fluido refrigerante. Dos sistemas informados, 8 apresenta perdas devido à má isolação da linha inferior a 5%; para 13% essa perda está entre 5 e 1 (ver gráfico 7.4). Cerca de 4 das indústrias que informaram, possuem potência instalada em sistemas de refrigeração entre 200 e 500 CV. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 14
Gráfico 7.4 9 88% % sistemas 8 7 6 5 4 3 2 1 13% < 5% 5 a 1 10 a 15% 15 a 3 % perda Cerca de 28% das indústrias do setor informaram possuir sistemas de compressão de processo. Para 67% dos que informaram, a potência instalada é inferior a 100 CV. Para 10 dos sistemas informados utiliza-se motores assíncronos para o acionamento. Para os sistemas de movimentação, manuseio e tratamento, 48% das indústrias do setor afirmaram possuí-los. Dos sistemas informados, 35% são de movimentação, 18% de manuseio e 48% de tratamento. Para 36% dos que informaram, a potência instalada em equipamentos desse tipo é inferior a 50 CV e para 27% a potência instalada está na faixa de 1.000 a 2.500 CV. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 15
O gráfico 7.5 a seguir apresenta a participação de cada um dos sistemas motrizes nas indústrias do setor de metalurgia básica. Grafico 7.5 Participação 8 7 6 5 4 3 2 1 Bombeamento 59% 72% sistemas de ar comprimido e vácuo refrigeração 24% 48% Movimentação, manuseio e tratamento 55% ventilação, insuflamento e exaustão 28% compressão de processo Sistema 8. ELETROTERMIA Cerca de 55% das indústrias do setor de metalurgia básica afirmaram possuir algum tipo de equipamento de eletrotermia. A forma predominante (81% de eletrotermia é através de resistência elétrica. Para 43% das indústrias que afirmaram possuir o sistema a potência instalada está na faixa de 200 a indústrias imformaram potência instalada acima de 10.000 kw. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 16
9. ELETRÓLISE Apenas uma indústria do setor de metalurgia básica possui processo de eletrólise em suas instalações. A potência total instalada é de 8.000 kw. 10. ILUMINAÇÃO 1. No setor de metalurgia básica, nas áreas administrativas, 99% da iluminação é feita com lâmpadas fluorescentes tubulares e 1% com lâmpada compactas. O gráfico 10.1 a seguir apresenta a distribuição do tipo de iluminação. Gráfico 10.1 Fluorescente tubular 99% Incandescente Fluorescente compacta 1% Dicróica Nas áreas administrativas, acredita-se que pode haver uma maior inserção das lâmpadas fluorescentes compactas, em detrimento de parte das fluorescentes tubulares, o que melhoraria a eficiência do sistema. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 17
Para as áreas industriais internas, a lâmpada mais utilizada é a de vapor de mercúrio, seguida pela lâmpada fluorescente tubular. O gráfico 10.2 a seguir apresenta a distribuição do tipo de lâmpada para as áreas industriais internas. Gráfico 10.2 Vapor mercúrio 5 Mista 4% Fluorescente tubular Vapor metálico 28% 1% Vapor sódio 17% Na área industrial interna observa-se que existe um potencial de eficientização com a substituição das lâmpadas de vapor de mercúrio por lâmpadas de vapor metálico. Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 18
11. RACIONAMENTO Cerca de 59% das indústrias do setor de metalurgia básica pesquisadas declararam ter participado do racionamento, adotando medidas para obtenção de metas de redução de 15%, 2 e 25% do consumo de energia. Cerca de 5 das indústrias conseguiu uma redução do consumo maior que 25% como pode ser visto no gráfico 11.1 a seguir. Dentre as medidas adotadas, foram apontadas principalmente as medidas de geração própria, de alteração da produção e de alteração da jornada de trabalho, por respectivamente 63%, 44% e 19% das indústrias que disseram ter participado do racionamento. Gráfico 11.1 25% 25% 25% 25% 2 % indústrias 15% 1 8% 8% 8% 5% < 5% 5 a 1 10 a 15% 15 a 2 20 a 25% 25 a 3 > 3 % redução Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 19
Não obstante as reduções obtidas, questionadas sobre a possibilidade atual de reduzir o consumo de energia, mantendo o nível de atividade, 86% das unidades admitiram a possibilidade de uma redução de consumo entre 10 e 15% (ver gráfico 11.2). Gráfico 11.2 9 86% 8 7 % indústrias 6 5 4 3 2 1 < 5% 5 a 1 10 a 15% 14% 15 a 2 20 a 25% 25 a 3 % redução Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 20
12. INSTITUCIONAL Verifica-se que cerca de 5 das indústrias pesquisadas afirmaram que conhecem o Selo PROCEL. Das que conhecem o Selo PROCEL, 88% sabem o que ele significa. No que diz respeito às práticas e crenças referentes à eficiência energética para as indústrias deste setor, os gráficos a seguir apresentam a percepção do setor. Gráfico 12.1 - Eu acredito que já foram tomadas todas as medidas possíveis para reduzir o consumo de energia dessa instalação Gráfico 12.2 - Quando considero investimentos em eficiência energética, fico preocupado que a redução dos custos com energia sejam menores que o estimado Não sabe 7% Sim 11% Não sabe 26% Sim 48% Não 82% Não 26% Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 21
Gráfico 12.3 - Demora muito tempo e é trabalhoso obter informações suficientes para tomar decisão relativa a investimentos em eficiência energética Gráfico 12.4 - Há mais benefícios que estão atrelados aos investimentos em eficiência energética do que apenas redução de consumo Não sabe 26% Sim 44% Não sabe 26% Não 3 Não 15% Sim 59% Gráfico 12.5 - Os projetos de eficiência energética geralmente apresentam tempos de retorno muito longos Não sabe 33% Sim 41% Não 26% Relatório Brasil METALÚRGICA BÁSICA 22
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