UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS Agosto, 2017 A chamada conservação de energia tem sido considerada um recurso energético adicional, em muitos casos mostrando maior economicidade do que as alternativas disponíveis (Santos, A. H., et. al, FUPAI, 2001); Mesmo que os valores de redução de consumo de energia pareçam pequenos quando comparados aos custos totais de uma empresa, a energia não possui substituto, sendo um recurso muitas vezes não renovável e/ou de difícil obtenção, o que justifica o esforço por melhor utilizá-la. 1
Exemplo: Diversas medidas de redução do consumo de energia elétrica, como a substituição de lâmpadas incandescentes por fluorescentes e a adequação dos motores de indução às cargas acionadas, requerem investimentos da ordem de 20 US$/MWh economizado, muito inferior aos requeridos para gerar essa mesma energia a partir dos sistemas convencionais do sistema elétrico nacional, estimado como acima de 120 US$/MWh. Qual a diferença entre: Eficiência energética e Conservação de energia? 2
Definição de eficiência energética: Relação entre o serviço de energia obtido e a energia consumida; Significa obter o máximo de cada unidade de energia paga; É uma informação técnica, medida em equipamentos ou empresas. Difícil medir ao longo do tempo, entre setores ou entre países. Definição de conservação de energia Menor consumo de energia através de menor qualidade dos serviços energéticos Temperatura mais baixa (inverno); Menor velocidade de veículos; Limitação de capacidade/consumo em equipamentos, geralmente definido em normas. 3
As primeiras iniciativas de conservar energia surgiram na década de 70, em virtude das crises de petróleo de 1973 e 1979. Na década de 80, até aproximadamente 1985, era muito clara a restrição de oferta e os altos preços dos derivados de petróleo, impondo medidas de conservação e de substituição desses vetores energéticos. Houve imposição de cotas máximas de consumo de óleo combustível e da penetração da biomassa, além de subprodutos de processo, como combustível industrial. Essa restrição voltou a aparecer nessas últimas décadas, em muitos países, em função da elevação drástica do preço do petróleo no mercado internacional. A questão de eficiência energética ganha peso a partir de 1990. Associado a isso, questões ambientais como aumento das emissões de gases de efeito estufa, acordo Internacional sobre Mudanças Climáticas, etc., vem estimulando as discussões sobre melhores usos da energia disponível. 4
Exemplo: caso dos refrigeradores domésticos, cuja eficiência foi estimulada pela adoção do selo Procel Eletrobrás: Eficiência energética reduz o consumo? Horace Herring: Increased energy efficiency at the microeconomic level while leading to a reduction of energy use at this level, leads not to a reduction, but instead to an increase in energy use, at the national, or macroeconomic level Redução de custo estimula consumo. 5
Eficiência energética reduz o consumo? Eficiência energética reduz o consumo? 6
ALTERNATIVAS: Taxas para uso de carbono fóssil aliado a energias renováveis e eficiência energética. Economia com eficiência pagando pelo custo extra da energia verde : Energias renováveis; Plantação de florestas; Sequestro de carbono. 7
As questões fundamentais são éticas, não técnicas, e culturais, mais do que econômicas. Bom padrão de vida x Menor consumo de energia e materiais? Eficiência energética é uma parte essencial de uma economia dinâmica e produtiva. Baixa eficiência anda de mãos dadas com baixa qualidade de vida. 8
Barreiras: GESTÃO DE ENERGIA A consultoria em Eficiência Energética E.E tem como objetivos a conscientização da importância da eficiência energética, a otimização do uso das fontes energéticas pelos processos produtivos, o aumento da oferta de empregos pelo desenvolvimento de novas oportunidades e a promoção do desenvolvimento econômico sustentável (Santos, A. H., et al., FUPAI, 2001) 9
ETAPAS: GESTÃO DE ENERGIA Auditoria energética Ações de eficientização GESTÃO DE ENERGIA Auditoria energética: Quanta energia está sendo consumida; Quem está consumindo essa energia; Como está sendo consumida essa energia, com qual eficiência? 10
GESTÃO DE ENERGIA Auditoria energética: etapas GESTÃO DE ENERGIA 11
Diagnóstico envolve identificação dos fluxos de materiais e energia: 1ª Lei da Termodinâmica; Volume de controle nos processos e na empresa inteira; Obtenção de índices para comparação da situação atual: kwh/peça; kwh/m 3 ; kwh/kg; R$/kWh, etc.; Conta de energia atual e consumo de energéticos. Dados: Consumos mensais de água, energia elétrica e combustíveis, ao longo de um ano; Plantas, desenhos e esquemas detalhados das instalações; Balanços energéticos e de materiais, atualizados, para cada unidade; Temperaturas e pressão nos pontos relevantes, valores medidos e de projeto; Características elétricas dos equipamentos e valores medidos; Considerações sobre as especificações dos produtos, de caráter energético; Considerações ambientais e de locação da empresa; Perspectivas de alterações no processo. 12
Diagrama de Sankey: forma gráfica de representar os fluxos energéticos na empresa, desde a entrada até os usos finais, caracterizando as transformações intermediárias e as perdas associadas. Os fluxos são representados por faixas, cuja largura corresponde à sua magnitude, em unidades energéticas. Avaliação dos pontos de desperdício Análise dos balanços de massa e energia; Comparação dos índices obtidos; Estudo do desempenho de equipamentos: Motores; Compressores; Bombas; Ventiladores; Sistemas de refrigeração; Caldeiras, etc. 13
Conforme Nogueira, L.A.H. et al (2006, p.143): A ferramenta analítica básica para a identificação de perdas energéticas em sistemas elétricos e mecânicos é a Termodinâmica, especialmente através de sua Primeira Lei, que permite a contabilidade dos fluxos em uma dada fronteira. No entanto, reconhecendo que os fluxos energéticos têm também qualidade, tem sido sugerida a análise pela Segunda Lei, sendo possível demonstrar, por exemplo, que fluxos energéticos de igual valor, mas sob temperaturas diferentes, têm qualidades ou disponibilidades termodinâmicas distintas. 14
Eficiência de Sistemas EFICIÊNCIA DE SISTEMAS 91% 15
Estudo de otimização energética: Avaliação técnico-econômica das alternativas; Energia consumida atual, economia de energia, custo da alternativa, pay-back. Relatório final com as recomendações: Resumo executivo; Critérios utilizados; Outros itens: operação e manutenção. NÍVEIS DE UMA AUDITORIA Nível 1 -Auditoria expedita Análise visual e valores gerais de consumo de energia. Comparação com padrões de consumo de empresas similares. Barata mas com estimativas preliminares. Ações imediatas e de baixo custo. Informações básicas para uma auditoria mais aprofundada. 16
NÍVEIS DE UMA AUDITORIA Nível 2 -Auditoria padrão Quantificação de usos e perdas mais detalhadas de equipamentos, sistemas e processos. Pode incluir algumas medições e testes. Cálculo padrão de consumo, eficiência e redução de custos. Análise econômica. NÍVEIS DE UMA AUDITORIA Nível 3 Simulação computacional Análise mais detalhada do consumo de equipamentos. Padrão de uso dos equipamentos ao longo do ano. Dados climáticos e de outras variáveis que influenciam o desempenho de todo o ano. Criação de um baseline. Integração dos sistemas. Adequada para sistemas complexos. 17
De um modo geral, em auditorias energéticas, não se exige uma elevada precisão nos levantamentos de campo, aceitando-se preliminarmente desvios de até 10% nos balanços energéticos. Caso resulte da auditoria um projeto específico propondo uma redução de perdas com margens estreitas de retorno do investimento, o projeto é reavaliado buscando-se uma maior precisão das perdas envolvidas. 18