Programas de racionalização de consumos. Auditorias Energia. Álvaro Gomes

1. Programas de racionalização de consumos. Auditorias Energia. Álvaro Gomes 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: utilização da quantidade adequada de energia, quando e onde é precisa e com a qualidade requerida. • Uso final eficiente (processos e equipamentos) • Gestão de cargas • Conservação (combustíveis) • Recuperação de calor MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

3. Programa de Racionalização de Consumos • Fase inicial • Compromisso da gestão • Definir responsabilidades • Na administração: um responsável pela poupança energética • Na produção: um técnico responsável pela gestão das utilizações de energia • Fase de auditoria e análise • Revisão dos históricos • Auditorias energéticas • Análise e simulações para avaliar ORC’s • Avaliação económica das ORC’s MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

4. Programa de Racionalização de Consumos • Fase de implementação • Identificar objectivos • Identificar prioridades para os investimentos • Implementação • Revisão e avaliação periódica MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

5. 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

6. Auditorias energéticas-permitem • Conhecer os consumos de energia • Contabilizar os consumos de energia • Dispor de dados para tomar decisões • Avaliar medidas de racionalização implementadas • Optimizar procedimentos Para isto torna-se necessário … MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

7. Auditorias energéticas - …dados • Recolha de dados documentais e análise • Visita às instalações, com exame aos equipamentos e recolhas de dados • Análise dos dados recolhidos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

8. Auditoria Energética - tipos • 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. Identificação de ORC’s - 1 • Energia eléctrica • Correcção das perdas nas linhas • Controlo de consumos • Geração local • Co-geração (vapor + electricidade) • Utilização da alta tensão para alimentar equipamento mais importante • Correcção do factor de potência • Aumento da tensão secundária • Recuperação de perdas (calor) MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

14. Identificação de ORC’s - 2 • Iluminação • Iluminação desnecessária • controlo/utilização adequada • Níveis adequados de iluminação • HVAC • Settings dos termóstatos • Capacidade adequada • Operação adequada do equipamento • Outros sistemas (ar comprimido,água, etc) • Capacidade adequada • Perdas • Equipamento eficiente MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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

21. 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

22. 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

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

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

25. Amperímetros registadores 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

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

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

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

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

30. 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

31. 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

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

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

34. 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

35. Tratamento e Análise dos dados • Análise dos consumos e dos custos de energia do ano de referência • Determinação de diagramas de carga global e dos principais sectores • Desagregação dos consumos dos principais sectores • Determinação de consumos específicos • Análise da viabilidade das principais medidas de racionalização MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

36. Ferramentas de software para recolha, tratamento e análise MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

37. Desagregação de consumos Sector 1 1250 kWh 674 kWh 2125 kWh 426 kWh Sector 2 Sector 3 Sector 4 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

38. Balanço Energético Força Motriz - 55% Aquecimento - 30% Iluminação - 15% 100% MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

39. energia consumida elemento determinante C = Consumos Específicos (C) Exemplos: Mais utilizado - kgep/ton Bebidas, Cerveja - kgep/hl Serviços - kgep/VAB MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

40. Medidas de racionalização • Identificação da ORC • Análise da sua viabilidade económica Normalmente baseada no pay-back simples: Investimento necessário à implementação da medida Economias resultantes da medida (mensais ou anuais) MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

41. Elaboração de Relatório • Informação básica sobre a empresa • Contabilidade energética • Análise da utilização de energia por produto ou processo • Medidas de racionalização de energia Apresentação organizada de todos os elementos MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

42. Índice do Relatório • Introdução • Síntese e Resumo de Medidas • Utilização de Energia • Dados de Produção • Calculo dos Consumos Específicos • Análise da Estrutura Produtiva • Análise dos Serviços Auxiliares • Gestão de Energia MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

43. Síntese • Responsabilizar • Planear • Fazer auditoria • Isolar ORC’s • Avaliar economicamente as ORC’s • Implementar • Começar pelo que é mais simples e barato • Investir na ORC´s mais promissoras Em Geral: USAR UM MÉTODO MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

44. 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

45. 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

46. 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

47. 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

48. 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

49. 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

50. 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