Metodologias de implementação de programas de racionalização. Auditorias Energia Humberto Jorge

1. Metodologias de implementação de programas de racionalização. Auditorias Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

2. Gestão de Energia • Definir responsabilidades • Na administração: Um administrador responsável pela poupança energética • Na produção: um técnico responsável pela gestão das utilizações de energia MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

3. Auditoria Energética - Definição Levantamento e análise crítica das condições de utilização da Energia, com vista à detecção de oportunidades de racionalização energética, através de medidas com uma viabilidade técnico-económica aliciante. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

4. Auditorias energéticas • Conhecer os consumos de energia • Contabilizar os consumos de energia • Dispor de dados para tomar decisões • Avaliar medidas de racionalização implementadas • Optimizar procedimentos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

5. Auditoria Energética - 4 fases • Auditoria Sintética - Síntese dos consumos por vectores energéticos e encargos • Auditoria genérica/deambulatória -Vistoria às condições de funcionamento das principais instalações (“check-list” resumida - medições) • Auditoria analítica - Análise dos consumos por tipo de equipamento (“check-list” exaustiva) • Auditoria tecnológica - Alterações nos processos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

6. Auditoria Energética Caracterização energética Identificação de ORC Auditoria Energética Plano de racionalização Investimentos Avaliação de resultados MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

7. Objectivos gerais de uma Auditoria Energética • Análise das condições de utilização de energia nas instalações • Levantamento de potenciais medidas de economia de energia MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

8. Objectivos das Auditorias • Caracterizar e quantificar as formas de energia utilizadas • Caracterizar a estrutura do consumo da energia • Avaliar o desempenho dos sistemas de geração, transformação e utilização de energia • Quantificar os consumos energéticos por sector, produto ou equipamento • Relacionar o consumo de energia com a produção • Estabelecer e quantificar potenciais medidas de racionalização • Especificar um plano de gestão de energia na empresa MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

9. analisar técnica e economicamente as soluções encontradas; propor um esquema operacional de gestão de energia na Empresa; propor a substituição de equipamentos do processo por outros mais eficientes; propor a alteração de fontes energéticas, caso se justifique; propor um plano de racionalização para as acções e investimentos a empreender. Objectivos da Auditoria (Continuação) MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

10. Identificação de ORC’s • Correcção das perdas nas linhas • Controlo de consumos • Geração local • Co-geração (vapor + electricidade) • Recuperação de perdas (calor) • Utilização da alta tensão para alimentar equipamento mais importante • Correcção do factor de potência • Aumento da tensão secundária MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

11. Oportunidades Racionalização de Consumos (ORC) • ORC’s sem investimento (auditoria deambulatória) Manutenção e correcção do uso de equipamentos • ORC’s com investimento (Auditoria analítica) Modificações em equipamentos e processos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

12. ORC’s com investimento • Avaliação de cada projecto de racionalização • Calcular a poupança anual de energia. • Projectar custos de energia e quantificar a poupança em dinheiro. • Estimar custo de implementação. • Atribuir prioridades aos projectos • Implementar • Acompanhar resultados e comparar com valores esperados MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

13. Resultados da caracterização • Energia total que entra na instalação • Energia gerada no interior da instalação • Energia distribuída no interior da instalação • Energia consumida no interior da instalação • Energia que sai da instalação (Perdas, produtos) MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

14. Equação do balanço energético(Diagrama de Sankey) WE - Energia de entrada WU,i - Energia utilizada no local i WP - Energia de perdas WR - Energia recuperada MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

15. Estabelecimento dos fluxos de energia Água Condensados Colector Máquina 1 Caldeira Vapor Máquina 2 Aquecimento Combustível MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

16. Enquadramento Regulamentar RGCE - Regulamento de Gestão dos Consumos de Energia Aplicável a todos os sectores de actividade com excepção do doméstico. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

17. Legislação Aplicável • Decreto-lei nº. 58/82, de 26 de Fevereiro e Portaria nº. 359/82 de 7 de Abril - Aprova o 1º Regulamento da Gestão do Consumo de Energia. • Despacho nº. 10/88 de 30 de Maio - Alarga o âmbito do RGCE a todos os sectores, exceptuando o doméstico. • Portaria nº. 228/90 de 27 de Março - Aprova o RGCE para o sector dos transportes. • Vários despachos da DGE, com a definição dos “K”, para vários sectores. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

18. Todas as empresas (industriais, de comércio, agrícolas, serviços, etc.), em que: consumo superior a 1000 tep/ano ou a soma dos consumos nominais > 0,5 tep/h ou consumo dum equipamento > 0,3 tep/h Empresas de transportes com consumo superior a 500 tep/ano; Aplicação do RGCE MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

19. COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP(Diário da República, nº. 98, IIª Série, de 29 de Abril de 1983) Para os combustíveis líquidos em toneladas: Petróleo bruto - 1,007 tep/t Gases de petróleo liquefeitos - 1,140 tep/t Gás de refinaria - 1,130 tep/t Gasolina - 1,073 tep/t Carboreactores, petróleo e gasóleo - 1,045 tep/t Thick fuelóleo - 0,969 tep/t Thin fuelóleo - 0,984 tep/t White spirit - 0,950 tep/t Gasolina pesada - 1,073 tep/t Lubrificantes, betume, parafina e outros - 0,950 tep/t MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

20. COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP(Diário da República, nº. 98, IIª Série, de 29 de Abril de 1983) Para os combustíveis líquidos em litros 1,000 litros de gasóleo - 0,835 t 1,000 litros de petróleo - 0,785 t 1,000 litros de gasolina super - 0,750 t 1,000 litros de gasolina normal - 0,720 t MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

21. COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP (Cont.) Para os combustíveis gasosos: Gás natural - 0,82 tep/103m3 Gás da cidade, gás de coque - 0,42 tep/103m3 Gás de alto forno - 0,09 tep/103m3 Para a energia eléctrica: 1 KWh corresponde a 290 x 10-6tep MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

22. Exemplo 1 Empresa industrial com consumos anuais de: Electricidade - 2550 MWh<=> 739.5 tep Gás Propano - 260 ton <=> 296.4 tep Total 1035.9 tep Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

23. Exemplo 2 • Empresa industrial com consumos anuais de: • Electricidade - 3400 MWh <=> 986 tep • Soma dos potências nominais dos equipamentos instalados - 1800 KW <=> 0.52 tep/h • Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

24. Exemplo 3 Hotel c/ 330 quartos: • Consumo energético anual - 3150 MWh <=> 914 tep • Potência instalada nos principais equipamentos: • Caldeira águas quentes - 500,000 Kcal/h <=> 581 Kw • Caldeira de vapor -1,000,000 Kcal/h <=> 1,163 Kw • Somatório potências equipamentos eléctricos - 345 Kw Total: 2,089 Kw • Equivalente a 0.61 tep/h • Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

25. Disposições principais do RGCE • Fazer examinar as instalações por técnicos (*) reconhecidos pela DGE (auditorias de energia) • Elaborar um plano de racionalização de consumo de energia, que deverá ser sujeito a aprovação • Implementar o plano aprovado, sob responsabilidade de um técnico, elaborando relatórios trimestrais e anuais de progresso do plano (*) Técnico: individual ou colectivo MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

26. Operações executadas nas auditorias • O controlo da combustão e a medida dos rendimentos energéticos. • A verificação do estado das instalações, do transporte e distribuição de energia. • A investigação das possibilidades técnicas e económicas de valorização dos efluentes térmicos • A execução dos seguintes balanços: Global da instalação, de cada processo de fabrico, das principais fases de fabrico e da conversão de energia. • A determinação dos consumos específicos de energia, por tipo de produto MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

27. Redução do consumo específico(plano quinquenal) As metas anuais de redução de consumo específico calculadas pela seguinte fórmula: M - redução do consumo específico anual C - valor do consumo específico actual k - valor do consumo específico definido pela DGE para cada tipo de produto ou instalação No caso em que não exista K publicado, ou no caso do C ser inferior ao K publicado, tomar-se-á como referência (K), 90% do valor de C. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

28. Plano de Racionalização Um conjunto de medidas de utilização racional de energia, calendarizadas ao longo do período de vigência do Plano, e cujos resultados globais, permitem que, no final dos 5 anos, o consumo específico da instalação, se situe abaixo dos objectivos preconizados no RGCE. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

29. Controlo e execução do plano de racionalização Será da responsabilidade de um técnico da empresa que deverá: • Manter um registo actualizado pelo qual se possam verificar mensalmente os desvios em relação ao plano. • Elaborar relatórios com periodicidade trimestral e um anual sobre o estado do progresso do plano (indicando os resultados obtidos, designadamente os referentes às metas de redução de consumos). • Apresentar à DGE, quando solicitados, os registos e relatórios mencionados. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

30. Evolução do consumo específico MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

31. Acompanhamento do programa do Plano de Racionalização Do ponto de vista legal exige a elaboração de relatórios anuais, a enviar para a DGE, com: Consumos de energia, “produção” e consumo específico de energia. Análise dos resultados e dos desvios e ponto da situação da implementação das medidas previstas. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

32. A figura do gestor de Energia O RGCE obriga ao reconhecimento de técnicos junto da DGE, na qualidade de: • Técnicos examinadores das condições de utilização de energia ou autores de Planos de Racionalização (1ª e 2ª etapa). • Técnicos responsáveis pelo controlo da execução e progresso do Plano de Racionalização. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

33. Constituição das Equipas de Auditores Uma vez que uma auditoria de energia atravessa horizontalmente todos os sectores e todas as formas de energia, exige, para a sua realização, técnicos com formação em diferentes áreas; a solução normalmente utilizada passa por constituir equipas polivalentes, integrando técnicos com formação na área eléctrica e térmica, ou então recorrer a profissionais com larga experiência em gestão de energia. MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

34. Características associadas ao consumo de energia eléctrica: • O elevado custo desta forma de energia • O custo depende do momento em que o consumo é realizado • O custo depende da potência máxima • O crescente número de equipamentos eléctricos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

35. Relação entre o auditor e o utente da instalação Por um lado • Caracterizar a utilização de energia na empresa • Identificar desperdícios • Encontrar soluções com viabilidade Por outro lado • Compreender as condicionantes da empresa • Apoiar o desenvolvimento da estrutura de gestão de energia MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

36. Fases de uma Auditoria de Energia • Preparação da Intervenção • Intervenção Local • Tratamento dos Dados • Elaboração do Relatório da Auditoria MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

37. Preparação da Intervenção • Recolha e análise de informação documental • Análise do processo produtivo e energético • Recolha de informações relativas a tecnologias disponíveis no mercado • Preparação da intervenção em campo (plano) MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

38. Intervenção Local • Recolha de informação energética da empresa • Análise do processo produtivo • Estabelecimento dos fluxos de energia • Medições de grandezas energéticas e de produção • Instalação de equipamento de registo em contínuo (monitorização) MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

39. Recolha da informação energética MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

40. Estabelecimento dos fluxos de energia MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

41. Amperímetros regista-dores Wattímetros Medidores de ponta Medidores de factor de potência Pinças amperimétricas Luxímetros Termómetros Registadores de diagramas de carga Anemómetros Analisadores de gás de exaustão (CO2) Medidores de eficiência de combustão (Temperatura dos gases de exaustão e conteúdo de oxigénio) Auditorias - Instrumentação MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

42. Instrumentação Geral Termómetro Termo-higrómetro Termo-anemómetro MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

43. Instrumentação Geral Analisador de gases MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

44. Instrumentação Geral Luxímetro Pinça Amperimétrica MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

45. Instrumentação Geral Analisador de energia - Equipamento de análise detalhada de parâmetros de eléctricos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

46. Sector 1 Sector 2 Sector 3 Sector 4 Recolha de diagramas de carga parciais e total Monitorização de consumos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

47. Equipamento de monitorizaçãode consumos de electricidade • CARACTERÍSTICAS • Capacidade de medida e registo • Capacidade de comunicação com PC • Relógio interno p/ sincronização • Custo reduzido • Fácil utilização MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

48. Diagrama de carga Monitorização de consumos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

49. Diagrama de carga Monitorização de consumos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

50. Tratamento da Informação • Tratamento e análise dos dados recolhidos • Determinação de: Balanços energéticos; Consumos específicos, etc. • Avaliação do potencial de economias de energia MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria