Neste capítulo apresentou-se a construção do modelo multicritério para avaliação de ações que podem ser consideradas no planeamento e gestão de sistemas energéticos urbanos.
O desenvolvimento do modelo foi feito com base na informação resultante da fase de estruturação, efetuada com a aplicação da metodologia SSM. As linhas orientadoras da estratégia Value Focused Thinking, foram seguidas para a identificação e estruturação dos valores das partes interessadas numa árvore de objetivos fundamentais. Estes objetivos fundamentais foram convertidos em critérios de avaliação das diferentes ações, no âmbito de um problema de classificação.
O modelo proposto contempla doze critérios de avaliação, agrupados de acordo com a sua natureza: critérios económicos, critérios tecnológicos, critérios ambientais e
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critérios sociais. Sete desses critérios são expressos numa escala quantitativa e os restantes cinco são expressos numa escala qualitativa.
A aplicação do modelo proposto com o método ELECTRE TRI (através do programa IRIS) é apresentada no próximo capítulo.
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Capítulo 5 - Aplicação do Modelo
5.1 - Introdução
Neste capítulo descreve-se a aplicação do modelo de decisão multicritério proposto para avaliar um conjunto de ações que podem ser implementadas no sistema energético da zona urbana da cidade que serviu de contexto de decisão11.
A cidade, com uma área de 27.33 km2, envolve cinco freguesias com 52 907 habitantes, é sede de um município com uma área de 318.78 km2 e 143 396 habitantes (INE, 2011a). Das trinta e uma freguesias que constituem o município, vinte e quatro são freguesias predominantemente urbanas. A zona urbana da cidade envolve doze freguesias, num total de 107.11 km2 e de 102 455 habitantes (INE, 2011a).
O número de edifícios existentes no município é de 40 638. A caraterização desses edifícios, segundo a época de construção, número de alojamentos, tipo de utilização e tipo de edifício é apresentada na Tabela 5.1. Nesta tabela, os dados entre parêntesis indicam o número de edifícios existentes na zona urbana da cidade, num total de 26 693 edifícios12.
O número de consumidores de energia elétrica em 2010 totalizava 89 941, representando o setor doméstico e não-doméstico, respetivamente, 85.21% e 10.47% dos consumidores (DGEG, 2012).
Os consumos de energia verificados no município, pelos principais vetores energéticos e nos setores onde se verifica maior consumo, durante os anos de 2008, 2009 e 2010 são apresentados na Tabela 5.2 (DGEG, 2012).
11 Os primeiros resultados da aplicação do modelo estão relatados em Coelho et al. (2012). 12 Valores calculados a partir de INE (2011a).
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Tabela 5.1 – Caraterização dos edifícios existentes no município. Época de construção
Até 1945 de 1946 a 1990 de 1991 a 2011
4 803 (3 311) 24 975 (14 866) 10 860 (5 516)
Utilização do edifício Exclusivamente
residencial Principalmente residencial Principalmente não residencial
38 079 (21 956) 2292 (1 541) 267 (196)
Tipo de edifício Possuir 1 ou 2 alojamentos
familiares alojamentos familiares Possuir 3 ou mais Outro tipo
34 753 (18 133) 5 343 (5 117) 542 (443)
Tabela 5.2 – Consumos de energia no município nos anos de 2008, 2009 e 2010 (MWh). 2008
Setor
Energia Residencial Serviços EdifíciosEstado Iluminação Pública Indústria Transportes
Eletricidade 209 940.3 188 222.5 94 982.7 18 695.4 304 643.0 1 584.5 Gás Natural 77 783.8 43 480.5 --- 127 069.2 GPL 35 048.3 12 847.4 --- 34 000.6 1 402.5 Comb. Líqu. --- 43 728.5 --- 20 106.9 1 401 739.0 Total 322 772.4 383 261.6 18 695.4 485 819.7 1 404 726.0 2009 Setor
Energia Residencial Serviços EdifíciosEstado Iluminação Pública Indústria Transportes
Eletricidade 224 544.1 185 933.0 94 334.5 18 317.9 247 175.3 1 495.3 Gás Natural 80 724.8 48 784,6 --- 71 775,8 GPL 25 185.1 12 719.7 --- 27 401.7 7 135.9 Comb. Líqu. - 22 634.5 --- 18 915.0 1 398 998.0 Total 330 454.0 364 406.3 18 317.9 365 267.8 1 407 629.2 2010 (1) Setor
Energia Residencial Serviços EdifíciosEstado Iluminação Pública Indústria Transportes
Eletricidade 227 331.4 189 538.8 98 325.7 18 520.3 268 325.0 1 586.4 Gás Natural 85 031,3 51 217.0 --- 70 465.3 GPL 21 754.8 12 672.0 --- 27 611.1 6 857.0 Comb. Líqu. --- 45 323.5 --- 12 465.3 1 183 643.0 Total 334 117.5 397 077.0 18 520.3 378 866.7 1 192 086.4 (1) Dados provisórios
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5.2 – Seleção do conjunto das ações
Como referido no capítulo anterior (ver 4.4), as ações a avaliar enquadram-se em três grandes categorias: tecnologias eficientes, renovação de edifícios existentes e energias renováveis. A descrição das diferentes ações, por tipo de intervenção, é apresentada na Tabela 5.3, onde se designa: por TE, o grupo de ações de tecnologias eficientes, que envolve, essencialmente, ações de substituição de tecnologia; por RE, o grupo de ações de renovação de edifícios; e por ER o grupo de ações de energias renováveis. Na tabela são também indicados os setores de aplicação de cada ação.
No grupo TE, as ações são maioritariamente relacionadas com a substituição de tecnologias de iluminação nos setores residencial e de serviços, público e privado, e na iluminação pública. Esta escolha de ações prende-se com a opção de usar dados reais na determinação do desempenho destas nos vários critérios. De facto, para este grupo de ações, apenas foram consideradas aquelas para as quais se dispunha de dados reais, obtidos a partir de projetos desenvolvidos e/ou implementados na zona urbana em estudo ou em zonas urbanas vizinhas. Os projetos referidos foram desenvolvidos para: um edifício municipal; um edifício público – área da saúde; duas escolas do ensino secundário; dois edifícios departamentais de um estabelecimento de ensino superior; iluminação pública; um edifício residencial de sete pisos, com quatro apartamentos tipo T2 por piso; e para um apartamento T3.
Para o grupo ER, foram selecionadas ações que podem ser implementadas no contexto urbano e usados dados provenientes de projetos desenvolvidos na área do município, tendo em consideração, nomeadamente, os dados climatéricos desta zona. Os projetos foram desenvolvidos para: um edifício de serviços – piscinas e ginásio; uma escola secundária; e uma moradia unifamiliar.
Relativamente ao grupo RE, as ações analisadas e já implementadas, referiam-se apenas a uma intervenção levada a cabo num edifício de serviços da área da saúde. No entanto, durante as sessões de trabalho com investigadores e especialistas da área do comportamento térmico dos edifícios e com os técnicos municipais, foi possível analisar um grande volume de informação recolhida na literatura científica e selecionar as ações a avaliar neste grupo.
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Tabela 5.3 – Descrição das diferentes ações por tipo de intervenção.
Ação Descrição Setor
TE
Melhoria da iluminação pública – substituição das tecnologias existentes (vapor de sódio de alta pressão - VSAP, por tecnologias LED). 150 W Iluminação pública 250W TE
Melhoria da iluminação pública através do controlo do fluxo luminoso das tecnologias existentes - instalação de regulador de fluxo luminoso para controlo de lâmpadas existentes.
TE Melhoria de sistemas luminosos de controlo de tráfego - substituição das lâmpadas incandescentes por tecnologia LED em semáforos. Infraestruturas municipais TE Substituição de balastros magnéticos por balastros eletrónicos. 18 W
36 W 58 W Residencial Serviços-público Serviços-privado Indústria TE Substituição das lâmpadas fluorescentes T8 por lâmpadas T5.
TE Substituição das lâmpadas fluorescentes T8 por lâmpadas LED.
18 W 36 W TE Substituição de lâmpadas incandescentes por LED. 40 W
60 W Serviços-público Serviços-privado TE Uso de tecnologias mais eficientes para climatização – substituição de caldeiras por bombas de calor.
TE Aumento da eficiência energética em motores - instalação de variadores de velocidade em elevadores.
Residencial Serviços-público Serviços-privado RE Isolamento térmico de coberturas
Edifícios anteriores a 1946
Edifícios construídos entre 1946 e 1990 RE Isolamento térmico da fachada opaca
RE Substituição de vidro simples por vidro duplo em janelas.
RE Substituição de caixilharia e vidro simples por vidro duplo em janelas.
ER Instalação de sistemas solares térmicos para água quente sanitária.
ER Instalação de sistemas solares térmicos para água quente de piscinas. Infraestruturas municipais
ER Instalação de sistemas de microprodução fotovoltaica.
Sistema fixo
Residencial Serviços-público Sistema de um eixo
Sistema de dois eixos ER Instalação de sistemas de miniprodução fotovoltaica.
Serviços-público Serviços-privado
Indústria ER Integração de sistemas fotovoltaicos em edifícios.
Painéis transparentes Painéis opacos Painéis amorfos
ER Instalação de sistemas de microprodução eólica. Turbina de eixo vertical Residencial Turbina de eixo horizontal
97 A dificuldade na obtenção de informação de ações concretas no setor industrial foi uma das razões que nos levaram a não avaliar ações específicas para este setor. Por outro lado, no município em estudo, o número de consumidores industriais de energia elétrica, no ano de 2010, tinham um peso inferior a 1.5% (DGEG, 2011). Para além disso, os grandes consumidores industriais existentes no município, estão localizados fora da zona urbana considerada.
A avaliação de ações no setor dos transportes, dada a sua especificidade, exigirá um modelo próprio ou, pelo menos, uma adaptação do modelo desenvolvido.
Assim, a aplicação do modelo privilegiará a avaliação de ações com potencial de implementação em áreas/setores em que a autoridade municipal é diretamente interessada, enquanto consumidora, ou em setores onde possa exercer alguma influência, enquanto motivador/regulador.