4. Parametrização das necessidades de energia para aquecimento e arrefecimento
4.2 Descrição da análise de custo-benefício
Com os dados resultantes da parametrização das necessidades de energia para aquecimento e arrefecimento dos edifícios escolhidos para o estudo pretendeu-se aferir a praticabilidade da utilização destes resultados em análises de custo-benefício. Para tal, realizou-se uma análise simples de custo- benefício baseada na fórmula de cálculo apresentada no Regulamento Delegado da Comissão Nº. 244/2012 da Comissão Europeia que complementa a Diretiva EPBD e que se encontra presente na Norma Europeia 15459. O método de cálculo fornecido pela norma reproduz uma avaliação económica, tendo em consideração os possíveis sistemas consumidores de energia presentes nos edifícios.
O custo-ótimo consiste, assim, num valor teórico referente ao desempenho energético, em que são projetadas várias medidas de poupança energética, juntamente com os custos associados, ao longo do ciclo de vida estipulado para o edifício, representando um mínimo na curva de custos resultante do cálculo, como se pode observar na Figura 20.
Figura 20 - Curva de custos - posição do custo-ótimo (mínimo) (Fonte: Cost optimality, Buildings Performance Institute Europe (BPIE))
A área da curva à direita nas proximidades do ponto ótimo económico diz respeito a soluções advindas dos requisitos mínimos estabelecidos pela diretiva europeia, as quais constituem soluções melhoradas tanto a nível financeiro como ambiental. Tendo em vista objetivos mais ambiciosos em termos de desempenho energético, estas soluções podem ser ultrapassadas por requisitos ainda mais restritivos que aqueles que caraterizam o ótimo económico, os quais são representados pela área à esquerda do ponto mínimo, sendo possível chegar ou aproximar-se da área caracterizada pelos edifícios de necessidades quase nulas de energia.
Neste trabalho faz-se uma abordagem normalizada do cálculo para o custo-benefício. Isto é, estimando o custo global acrescido do edifício após implementadas medidas de melhoria da sua performance energética, é efetuada a sua divisão pela variação das necessidades de energia atingida. Este valor irá representar um ponto de declive na curva de custos acima mencionada, sendo possível prever se as medidas executadas irão provocar uma descida desse ponto na curva, ao fim do ciclo de vida económico do edifício, em direção ao ponto ótimo económico (declive nulo) ou ainda superá-lo. Para a realização do cálculo são precisos alguns fatores, tais como o ciclo de vida económico esperado para o edifício, os diferentes custos relacionados com as medidas associadas às soluções de poupança energética nos edifícios, a diminuição das necessidades de energia conseguida da aplicação destas medidas e o preço da energia dependendo do sistema consumidor implantado no edifício.
Os edifícios residenciais dos casos de estudo são tidos como referência para o cálculo do custo- benefício, em que as diminuições das necessidades de energia obtidas a partir da parametrização das mesmas segundo a alteração do valor dos parâmetros térmicos são correlacionadas com as medidas de melhoria aplicadas para a otimização do desempenho energético dos edifícios. O ciclo de vida económico de um edifício é considerado ser um período de 30 anos pela Comissão Europeia. Para os custos associados às medidas de melhoria para a simulação do investimento comparado com o caso de referência foi consultado o gerador de preços para construção civil da CYPE.
Para efeitos de demonstração da aplicação da metodologia, o cálculo do custo-benefício foi baseado no consumo nominal de energia para aquecimento ou arrefecimento e não no consumo de energia primária, como é feito no regulamento. O custo global engloba o investimento total da construção do edifício e dos custos de operação da sua utilização de energia para aquecimento e arrefecimento no período dos 30 anos. Neste caso, com vista a calcular o custo global relacionado com o desempenho energético, este foi simplificado, excluindo-se os custos de construção da solução base do edifício, sendo considerados apenas os custos relativos ao melhoramento do desempenho energético de elementos construtivos da envolvente exterior. O investimento inclui os custos de mão-de-obra, do material utilizado e meios auxiliares em relação à medida implementada.
Para se efetuar o cálculo do desvio do custo médio evitado atualizado (ΔLACE3) procedeu-se segundo
a fórmula seguinte:
∆𝐿𝐴𝐶𝐸 =
∆𝐶
𝐼× 𝐹𝑅𝐶
∆𝐸
+ 𝐶
𝑎(1)
𝐹𝑅𝐶 =
𝑟(1 + 𝑟)
𝑖(1 + 𝑟)
𝑖− 1
(2)
𝐶
𝑎= 𝑃𝑟𝑒ç𝑜
𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎(3)
∆𝐸 =∆𝑁𝑒𝑐. 𝐴
𝑝𝑎𝑣𝜂
𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎(4)
3
Levelized avoided cost of energy
em que CI é o custo de investimento da medida de melhoria sobre o elemento construtivo em questão ao que se desconta Cg,ref que diz respeito ao custo global relacionado com o desempenho energético do edifício nas condições de referência, FRC é o fator de recuperação do capital, ΔE a variação do consumo de energia para aquecimento ou arrefecimento tendo em conta a medida de melhoria imposta, Ca o custo atual de energia anual (custos de operação), Apav a área útil de pavimento do edifício, r a taxa de atualização com valor de 3% (sugerida pela CE), i é referente ao ciclo de vida do edifício e ηenergia é o rendimento do sistema de energia.
Na Tabela 5 estão apresentadas as fontes de energia consideradas e as suas tarifas correspondentes aplicadas em Portugal.
Tabela 5 - Preço das principais fontes de energia em Portugal Fonte de energia Preço (€/kWh)
Eletricidade 0,1367 [25] Gás natural 0,0759 [25] Rede urbana de calor 0,0609 [26] Rede urbana de frio 0,0703 [26]
Em relação aos sistemas de aquecimento e arrefecimento possíveis para os edifícios foram considerados os seguintes com os respetivos rendimentos:
Tabela 6 - Tipos de sistemas de aquecimento/arrefecimento [26] Sistema de aquecimento/arrefecimento η
Aquecedor/Resistência elétrica 0,9 Bomba de calor (aquecimento) 3,2 Bomba de calor (arrefecimento) 2,8
Caldeira a gás 0,86
Rede urbana de calor e frio 0,9
4.2.1 Medidas de melhoria do desempenho energético impostas
A análise de custo-benefício foi feita com base em duas medidas de melhoria do desempenho energético em dois edifícios dos casos de estudo, implementadas para as paredes e os vãos envidraçados da envolvente exterior. Estas medidas traduzem-se numa diminuição do coeficiente de transmissão térmica das paredes (Up) e dos vãos envidraçados com dispositivos de oclusão noturna (Uwdn), que corresponde aos valores obtidos para os mesmos como resultado da parametrização realizada das necessidades de energia.