A contribuição das smart grids na eficiência energética em edifícios residenciais

Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

A Contribuição das Smart Grids na Eficiência Energética em

Edifícios Residenciais

Dissertação de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de

Computadores

Catarina Leonor Sousa Afonso

Orientador: Professor Doutor Sérgio Augusto Pires Leitão

Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

A Contribuição das Smart Grids na Eficiência Energética em

Edifícios Residenciais

Dissertação de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de

Computadores

Catarina Leonor Sousa Afonso

Orientador: Professor Doutor Sérgio Augusto Pires Leitão

Dissertação submetida à

UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO

para obtenção do grau de MESTRE

em Engenharia Eletroctécnica e de Computadores,

de acordo com o disposto

no DR – I série – Nº 151, Decreto-Lei n.º 115/2013 de 7 de agosto e no

Regulamento de Estudos Conducente ao Grau de Mestre da UTAD

Orientação científica:

Sérgio Augusto Pires Leitão

Professor Auxiliar do

Departamento de Engenharias da Escola de Ciências e Tecnologia

Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

Composição do Júri:

Presidente:

- Doutor João Agostinho Batista de Lacerda Pavão, Professor Auxiliar da Escola de Ciências e

Tecnologia da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

Vogais:

-

Doutor Hélder Filipe Duarte Leite, Professor Auxiliar da Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto

- Doutor Sérgio Augusto Pires Leitão, Professor Auxiliar da Escola de Ciências e Tecnologia da

Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

“Mesmo quando tudo parece desabar, cabe a mim decidir entre rir ou chorar, ir ou ficar, desistir ou lutar; porque descobri, no caminho incerto da vida, que o mais importante é o decidir.” ―Cora Coralina

“Existem dois dias no ano em que não podemos fazer nada: o ontem e o amanhã” ―Mahatma Gandhi

i

Agradecimentos

Para a realização desta Dissertação não posso deixar de agradecer a todos quantos aqueles que, direta ou indiretamente, me apoiaram e ajudaram ao longo deste percurso como todos os professores e funcionários desta academia com quem mais de perto lidei e me transmitiram vários conhecimentos para a vida que não se aprendem nos livros.

Os meus agradecimentos ao meu orientador Professor Doutor Sérgio Augusto Pires Leitão, pelo constante auxílio na elaboração deste trabalho, por todo o tempo disponibilizado e pelo conhecimento transmitido.

A todos os colegas e amigos da faculdade que me acompanharam durante esta etapa de vida, que proporcionaram bons momentos de companheirismo e entre ajuda que irei sempre recordar com carinho.

Quero agradecer a toda a minha família, em especial aos meus pais, pela educação e apoio que me deram, tendo-me possibilitado com grande esforço da parte deles concluir o meu percurso académico e ser a pessoa que sou hoje.

Por, último, mas não menos importante, ao meu namorado um muito obrigada por todo o apoio e confiança que me transmitiste, por teres acreditado em mim quando tudo parecia perdido e pela força que me deste para nunca desistir.

iii

Resumo

As previsões do aumento da população mundial e dos consumos de energia levantam problemas para a atual rede elétrica. A Dependência Energética do fornecimento de matérias-primas como os combustíveis fósseis (muito usados na geração de energia) de um número limitado de países, muitos deles localizados em zonas de conflito, comportam risco de segurança e soberania nacional, que importam considerar, algo que foi já possível constatar em diferentes alturas por ocasião de crises petrolíferas. As flutuações de preço e a possibilidade de esgotamento das reservas de combustíveis fósseis põem em causa a continuidade de fornecimento da energia. Estes fatores levaram a uma necessidade de alteração do modelo energético quer por razões económicas quer ambientais (uma vez que a queima de combustíveis fósseis liberta Gases com Efeito de Estufa). A introdução de fontes de energia renováveis na rede, como forma de reduzir a dependência dos combustíveis fósseis, levanta vários problemas para a rede, principalmente devido à intermitência do fornecimento de energia a partir destas fontes deve ser complementada por outras fontes de modo a assegurar a estabilidade do fornecimento.

Devido ao aumento da penetração das energias renováveis e de veículos elétricos na rede tornou-se imperativo a transição para uma "rede inteligente"– Smart Grid. A implantação das Smart Grids permite aumentar a Confiabilidade da rede, promove a produção descentralizada de energia, aumenta a eficiência energética da rede, melhora a fiabilidade e a qualidade da energia, reduz os preços da eletricidade e aumenta a segurança.

A implementação de Smart Grids na rede energética proporciona diversas vantagens e funcionalidades tanto para os fornecedores do serviço como para os consumidores. A substituição dos contadores de energia tradicionais por smart meters, na rede de Baixa Tensão permite uma participação mais ativa do consumidor, tornando possível a este gerir o seu consumo de uma forma mais eficiente.

Assim, partindo de dados de perfis de consumo de vários equipamentos (lâmpadas, televisores, entre outros) são analisados os impactos de determinadas medidas de poupança (substituição de equipamentos e deslocamento de cargas, entre outros) a nível energético e económico na fatura mensal) de uma habitação residencial típica, com recurso ao Microsoft Excel e partindo de valores atuais relativos à energia consumida em função da potência contratada no fornecedor EDP.

Relativamente aos tarifários, o que apresenta maiores poupanças, de um modo geral, e em maior número é o Tarifário Bi-horário o que comprova as limitações nas alterações dos comportamentos por parte de consumidores com Tarifário Simples (o Tarifário mais frequente).

v

Abstract

Predictions of increasing world population and energy consumption bring up issues for the current energy grid. The Energy Dependence of the supply of raw materials such as fossil fuels (widely used in energy generation) from a limited number of countries, many of them located in conflict zones, put up a security risk and national sovereignty, which was already possible to verify at different times in the event of oil crises. Price fluctuations and the possibility of depletion of fossil fuel reserves put at risk the continuity of energy supply. These factors led to a need of change in the energy model for both economic and environmental reasons (since the burning of fossil fuels releases Greenhouse Gases). The introduction of renewable energy sources in the grid as a way to reduce dependence on fossil fuels raises a number of problems for the grid mainly due to the intermittent supply of energy from these sources that must be complemented by other sources in order to ensure the stability of supply.

Due to the increased penetration of renewable energies and electric vehicles in the grid, it has become imperative to switch to a Smart Grid. Deployment of Smart Grids allows increasing the grid reliability, promotes decentralized power generation, increases grid energy efficiency, improves reliability and power quality, lowers electricity prices and increases security.

The implementation of Smart Grids in the energy grid provides several advantages and functionalities for both service providers and consumers. The replacement of traditional energy meters by smart meters in the Low Voltage network allows a more active participation of the consumer, making it possible for them to manage its consumption in a more efficient way.

Therefore, the impact of certain saving measures (replacement of equipment and displacement of loads, etc.) in the energy and economic levels of the monthly bill is analyzed using data from consumption profiles of several. equipment (lamps, televisions, among others) of a typical residential housing, using Microsoft Excel and current values regarding the energy consumed as a function of the power contracted in the EDP supplier.

In relation to the energy tariffs, the one that presents in general greater savings and in greater number is the Bi-hour Tariff, which proves the limitations in the changes of the behaviors by consumers with Simple Tariff (the most frequent one).

vii

Índice Geral

Capítulo 2 - Eficiência Energética ... 5

2.1. Eficiência Energética vs. Utilização Racional de Energia ... 5

2.2. Eficiência dos Equipamentos ... 10

2.2.1.Rotulagem ... 10

2.2.1.1.Rótulos Ecológicos ... 11

2.2.1.2.Rótulos na Área da Energia ... 11

2.2.2.Fiscalização ... 16

2.3. Legislação Nacional ... 17

2.3.1.PNAEE ... 20

2.3.2.ECO.AP ... 26

2.4. Mecanismos de Financiamento ... 27

Capítulo 3 - Influência dos Comportamentos no Consumo Energético Eficiente ... 31

3.1. Edifícios Residenciais ... 31 3.1.1.Planeamento do Território ... 33 3.1.2.Arquitetura Bioclimática ... 35 3.1.2.1.Iluminação Natural ... 36 3.1.2.2.Climatização Passiva ... 37 3.1.2.3.Elementos da Construção ... 38 3.1.3.Certificação Energética ... 44

3.1.4.Utilização de Equipamentos nas Habitações ... 48

3.1.4.1.Eletrodomésticos ... 49

3.1.4.2.Equipamentos Audiovisuais e de Lazer ... 56

3.1.4.3.Iluminação Artificial ... 58

3.1.4.4.Climatização Ativa ... 61

viii

3.3. Modelos que Descrevem a Alteração de Comportamentos ... 75

3.4. Medidas para Alterar o Comportamento ... 79

3.5. Barreiras à Mudança de Comportamentos ... 86

Capítulo 4 - Redes Inteligentes de Energia Elétrica... 89

4.1. O Panorama Mundial ... 89

4.2. O Contexto Europeu ... 94

4.3. Enquadramento Nacional... 98

4.3.1.Caracterização da Situação de Contagem de Eletricidade em Portugal ... 104

4.4. Smart Grids ... 115

4.4.1.Tecnologias “Smart Grid” ... 119

4.4.2.Smart Meters ... 124

4.4.3.As Smart Grids em Portugal ... 130

Capítulo 5 – Medidas de Poupança Energética ... 139

5.1. Substituição de Equipamentos ... 139

5.1.1.Iluminação ... 139

5.1.2.Equipamentos de Frio ... 144

5.1.3.Televisores ... 148

5.2. Utilização dos Equipamentos ... 152

5.3. Deferimento de Cargas ... 155

5.4. Implementação simultânea das várias medidas apresentadas ... 157

Capítulo 6 - Conclusões e Perspetivas de Trabalho Futuro... 159

6.1. Conclusões ... 159

6.2. Perspetivas de Trabalho Futuro ... 164

Referências Bibliográficas... 165

ix

Índice de Figuras

Figura 2.1 - Logotipo do Rótulo Ecológico Europeu (Eco-Label) [33] ... 11

Figura 2.2 - Logotipo da Etiqueta Energy Star [33]... 12

Figura 2.3- Logotipo da etiqueta Energy Saving Trust [33] ... 12

Figura 2.4 Etiqueta energética antiga (à esquerda) e nova (à direita) de um frigorífico [36] ... 14

Figura 2.5 - Requisitos mínimos e sistemas de etiquetagem à volta do mundo em 2005 [37] ... 15

Figura 2.6 - Poupanças anuais totais (tep) alcançadas e grau de cumprimento face à meta de 2016 [39] .. 21

Figura 3.1 - Exemplo de melhoria de isolamento em caixas de persianas [14] ... 42

Figura 3.2 - Drivers para os padrões de consumo e estilos de vida [1] ... 68

Figura 3.3 - Contribuição para as poupanças energéticas de Fatores comportamentais e da eficiência energética [65] ... 68

Figura 3.4 - Modelo de comportamento Pró-ambiental e as respetivas barreiras, criado por Kollmuss & Agyeman (2002) [78] ... 75

Figura 3.5 - Teoria do Comportamento planeado [76] ... 78

Figura 3.6 - Modelo do comportamento ambientalmente relevante de Fietkau e Kessel [76] ... 79

Figura 4.1 - Projeção da procura mundial de energia primária até 2035 por combustível (Mtep) [27] ... 90

Figura 4.2 - Previsão da procura da energia primária até 2035 [1] ... 91

Figura 4.3 - Distribuição das reservas mundiais de petróleo (dados de 2005) [23]... 92

Figura 4.4 - Mapa de cores referentes aos projetos smart grid [120] ... 97

Figura 4.5 - Número de projetos smart grid na Europa (com especificações para Portugal). [120] ... 98

Figura 4.6 - Saldo importador de energia primária, em 2014, em Portugal [14] ... 99

Figura 4.7 - Consumo de energia final em Portugal (dados de 2015) [121] ... 100

Figura 4.8 - Evolução da produção de Energia Renovável em Portugal [1] ... 101

Figura 4.9 - Mix de produção de eletricidade em 2013 [39] ... 102

Figura 4.10 - Consumos energéticos por setor de atividade, em 2013 [39] ... 103

Figura 4.11- Repartição dos consumos de eletricidade, pelos diferentes usos finais, numa habitação [25] ... 104

x

Figura 4.12 - Evolução das redes de distribuição de energia: Passado (a), Presente (b) e Futuro (c) [120]

... 116

Figura 4.13 - Áreas de Tecnologia das Redes Inteligentes [134] ... 120

Figura 4.14 - Redes de comunicação na AMI [143] ... 122

Figura 4.15 - Exemplo de um smart meter de uma e de três fases [143] ... 124

Figura 4.16 - Principais drivers do InovGrid [140]... 133

Figura 4.17 - Os três pilares do InovGrid [140] ... 134

Figura 4.18 - Exemplo de uma Energy Box utilizada no projeto-piloto InovGrid [128]... 135

Figura 4.19 - Exemplo de um DTC [140] ... 136

Figura 4.20 - Visão geral do projeto-piloto InovGrid [128] ... 137

Figura 5.1 - Apartamento de tipologia T2 com representação dos pontos de luz [151] ... 140

Figura 5.2 - Consumo de um frigorífico antigo [7] ... 145

Figura 5.3 - Consumo de um frigorífico mais recente [7] ... 145

Figura 5.4 - Consumo (em kWh) da máquina de lavar roupa a 30ºC em função da hora do dia (em horas) [7] ... 152

Figura 5.5 - Consumo (em kWh) da máquina de lavar roupa a 40ºC em função da hora do dia (em horas) [7] ... 153

Figura 5.6 - Consumo (em kWh) da máquina de lavar roupa a 60ºC em função da hora do dia (em horas) [7] ... 153

xi

Índice de Tabelas

Tabela 2.1 - Contribuição, por programa, de energia primária poupada (tep) até 2013 para as metas de 2016

e 2020 [42] ... 26

Tabela 3.1 - Efeitos da densidade residencial sobre a energia [18] ... 34

Tabela 3.2 - Resumo comparativo entre os diferentes tipos de lâmpadas [14] ... 34

Tabela 3.3 - Exemplos de Modelos de Comportamento Pró-ambiental [78] ... 76

Tabela 3.4 - Ranking das estratégias de promoção de comportamentos sustentáveis [78] ... 80

Tabela 4.1 - Estimativa das reservas para as fontes primárias (dados de 2004) [14] ... 91

Tabela 4.2 - Comercializadores de Eletricidade em Portugal [74] ... 106

Tabela 4.3 - Número de contadores de BTN instalados em Portugal Continental, no final de 2010, em função do seu tipo [120]... 107

Tabela 4.4 - Instalações em telecontagem (dados relativos a 2006) [129] ... 107

Tabela 4.5 - Tarifas de referência para a energia reativa [14] ... 108

Tabela 4.6 - Caraterização do consumo por nível de tensão (dados de 2007) [129] ... 109

Tabela 4.7 - Número de clientes por escalão de potência contratada [129] ... 109

Tabela 4.8 - Tarifário simples, com respetivos preços de potência e de energia em função da potência contratada [131] ... 110

Tabela 4.9 - Tarifário Bi-horário, com respetivos preços de potência e de energia em função da potência contratada [131] ... 111

Tabela 4.10 - Tarifário Tri-horário, com respetivos preços de potência e de energia em função da potência contratada [131] ... 112

Tabela 4.11 - Caraterísticas técnicas dos SM, presentes no mercado [143] ... 126

Tabela 5.1 - Número de lâmpadas e potência instalada por tipo de divisão ... 140

Tabela 5.2 - Horas de funcionamento diário, Potência instalada e Consumo de energia por divisão, bem como no total (para a iluminação normal) ... 141

xii

Tabela 5.4 - Número de lâmpadas e Potência instalada por tipo de divisão, para as lâmpadas equivalentes

LED ... 142

Tabela 5.5 - Horas de funcionamento diário, Potência instalada e Consumo de energia por divisão, bem

como no total (para as lâmpadas LED equivalentes) ... 143

Tabela 5.6 - Custo mensal (em €) correspondente à iluminação LED equivalente normal, para a habitação

... 143

Tabela 5.7 - Poupança no Consumo de energia diário (em kWh) e Poupança na fatura mensal (em €)

correspondente à substituição da iluminação normal existente por iluminação LED equivalente. ... 144

Tabela 5.8 - Consumo de energia (em kWh) e o Custo mensal (em €) associado a cada um dos frigoríficos,

bem como as poupanças associadas à substituição do equipamento antigo pelo mais recente... 146

Tabela 5.9 - Caraterísticas dos frigoríficos selecionados ... 147

Tabela 5.10 - Consumo de energia (em kWh) e o Custo mensal (em €) associado a cada um dos frigoríficos,

bem como as poupanças associadas à substituição do equipamento menos eficiente pelo mais eficiente 147

Tabela 5.11 - Caraterísticas dos televisores selecionados ... 149

Tabela 5.12 - Consumo de energia (em kWh) e Custo mensal (em €) das duas televisões, para os vários

tarifários, considerando o consumo em standby ... 149

Tabela 5.13 - Consumo de energia (em kWh) e Custo mensal (em €) das duas televisões, para os vários

tarifários, considerando apenas o funcionamento em modo ON ... 150

Tabela 5.14 - Poupanças associadas à eliminação dos consumos em standby, para os vários tarifários, para

cada televisão ... 151

Tabela 5.15 - Consumo (em kWh) e Custo correspondente (em €), para cada uma das temperaturas de

funcionamento da máquina de lavar roupa (30ºC, 40ºC e 60ºC), em cada um dos tarifários, para uma

Potência Contratada de 3.45kVA ... 154

Tabela 5.16 - Redução no consumo diário de energia (em kWh) e poupança na fatura (em €), resultante da

alteração da temperatura de funcionamento da máquina de lavar roupa ... 155

Tabela 5.17 - Consumo (em kWh) e custo correspondente (em €), para cada uma das temperaturas de

funcionamento da máquina de lavar roupa, no horário 00h - 2h ... 156

xiii

Tabela 5.19 - Poupança no Consumo de energia diário (em kWh) e Poupança na fatura mensal (em €)

correspondente à implementação em simultâneo das várias medidas anteriormente ilustradas ... 158

Tabela A1 - Horários de inverno e de verão em Baixa Tensão Normal, para os ciclos diário e semanal [132]

xv

Lista de Abreviaturas

AC Ar Condicionado

ADENE Agência para a Energia

AIE Agência Internacional da Energia

AMI Advanced meetering infrastructure ou Infraestruturas de medição avançada AMM Automatic Meter Management ou Gestão automática de medidores

AMR Automated meter reading ou Leitura automatizada de contador

AT Alta Tensão

BT Baixa Tensão

BTN Baixa Tensão Normal BTE Baixa Tensão Especial

CCEE Câmara Comercializadora de Energia Elétrica CE Comissão Europeia

CEN European Commitee for Standardization

CENELEC European Commitee for Electrotechnical Standardization CHL Legislação comunitária de harmonização

CMVM Comissão do Mercado de Valores Mobiliários CO2 Dióxido de Carbono

DA Distribution Automation ou Automação da Distribuição DCP Dispositivos Controladores de Potência

DCR Declaração de Conformidade Regulamentar

DER Distributed Energy Resources ou Recursos Energéticos Distribuídos DGEG Direcção-Geral de Energia e Geologia

DLC Distribution Line Carrier DOE Department of Energy

DSO Distribution System Operator ou Operador do Sistema de Distribuição DTC Distribution Transformer Controller

DTI Department of Trade and Industry

EB Energy Box

ECO.AP Programa de Eficiência Energética na Administração Pública EDA Eletricidade dos Açores

EDP Energias de Portugal EE Eficiência Energética

EED Diretiva de Eficiência Energética EEM Empresa de Eletricidade da Madeira

xvi EPA Environmental Protection Agency

EPBD Energy Performance of Building Directive ERSE Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos ESD Diretiva de Serviços Energéticos

ESE Empresas de Serviço de Energia

ETSI European Telecommunications Standards Institute EUA Estados Unidos da América

FEE Fundo de Eficiência Energética FER Fontes de Energia Renovável FPC Fundo Português de Carbono GD Geração Distribuída

GEE Gases com Efeito de Estufa

GPRS General Packet Radio Service ou Serviço de Rádio de Pacote Geral

GSM Global System for Mobile Communications ou Sistema Global para Comunicações HAN Home Area Network

ICESD Inquérito ao Consumo de Energia no Setor Doméstico IDAE Instituto para a Diversificação e Poupança da Energia

IED Intelligent Electronic Device ou Dispositivos Eletrónicos Inteligentes IEA Internacional Energy Agency

IET Instituto de Energia e Transporte INE Instituto Nacional de Estatística IP Iluminação Pública

IPH Índice de Produtividade Hídrica ISA Intelligent Sensing Anywhere JRC Joint Research Centre

LAN Local Area Network MAT Muito Alta Tensão ML Mercado Liberalizado

MR Mercado Regulado

MT Média Tensão

NIALM Non-Intrusive Appliance Load Monitoring NTL Non-technical Losses ou Perdas não-técnicas

OCDE Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico ONG Organização Não-Governamental

OPEP Organização dos Países Exportadores de Petróleo ORD Operadores de Rede de Distribuição

xvii PIB Produto Interno Bruto

PLC Power Line Communication ou Comunicação via Rede Elétrica PNAC Plano Nacional para as Alterações Climáticas

PNAEE Plano Nacional de Ação para a Eficiência Energética

PPEC Plano de Promoção da Eficiência no Consumo de Energia Elétrica PT Posto de Transformação

RCCTE Regulamento das Caraterísticas de Comportamento Térmico dos Edifícios REE Rede Elétrica de Espanha

RECS Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços REH Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação

REN Redes Energéticas Nacionais

RNT Rede Nacional de Transporte de Eletricidade em Portugal continental RRC Regulamento de Relações Comerciais do Setor Elétrico

RSECE Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios SCE Sistema de Certificação Energética dos Edifícios

SEE Sistema Elétrico de Energia SEN Sistema Elétrico Nacional

SIG Sistemas de Informação Geográfica SIM Subscriber Identity Module

SG Smart Grid ou rede inteligente

SGCIE Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia SM Smart Meters ou mecanismos inteligentes de medição

TAN Transformer Area Network TI Tecnologias da Informação

TIC Tecnologias da Informação e da Comunicação

UE União Europeia

URE Utilização Racional de Energia WAN Wide Area Network

1

Capítulo 1 - Introdução

1.1. Enquadramento

A crise financeira é uma realidade que se abateu sobre Portugal, tornando a gestão dos recursos energéticos e a eficiência dos consumos energéticos (redução da fatura energética) um dos principais temas de debate, não só por parte das empresas mas também por parte dos consumidores domésticos [1].

Na sociedade atual, a energia elétrica é essencial ao bem-estar, tanto económico como social das populações, desempenhando um papel fundamental na maioria das atividades desempenhadas pelo Homem.

É bem conhecido que temos à escala global uma grande dependência energética dos combustíveis fósseis que, além de apresentarem limites na exploração, têm sido causadores de graves crises devido quer à incerteza do seu fornecimento (visto que a maioria dos países produtores encontra-se em zonas de conflitos), quer à incerteza encontra-se a quantidade existente satisfará os aumentos sucessivos da procura. Esta incerteza é razão causadora para aumentos significativos do preço dos combustíveis, que por sua vez provoca agravamentos económicos nos países importadores [1].

Em 1992, a Agenda 21 abriu o caminho para a compreensão emergente de que o desafio da sustentabilidade não pode ser resolvido apenas por melhoria da eficiência, mas também deve incluir mudanças comportamentais que envolvem uma ação concertada de todos os atores da sociedade, incluindo governos, empresas, Organizações não governamentais (ONG), mídia e educação, bem como mudanças nos níveis culturais, sociais, ambientais e económicos [1].

A eficiência energética não só torna os países mais competitivos na diminuição da sua dependência energética, como também ajuda as empresas e as famílias na redução dos seus consumos e custos energéticos.

Devido à profunda ligação do consumo de energia com as questões ambientais, é fundamental desenvolver estratégias de redução do consumo de energia em diferentes setores da sociedade, a fim de chegar a um sistema de energia sustentável [3] [4].

O setor doméstico em Portugal, em 2012, representava 27.4% do consumo nacional de energia elétrica [5] e, ainda que não seja o principal consumidor de energia elétrica, é aquele em que cada um de nós pode contribuir para o aumento da poupança e eficiência energética.

A utilização de energia e as respetivas emissões podem duplicar até meados do século devido ao acesso de muitas centenas de milhões de pessoas a melhor habitação e qualidade de vida. Apesar disso estima-se que, com novas tecnologias e medidas de eficiência energética, seja possível estabilizar ou mesmo diminuir o consumo de energia nos edifícios até meados do século [6].

2

Os fatores que determinam o padrão de consumo de energia no setor doméstico são, em primeiro lugar, as características dos edifícios e equipamentos e aparelhos que são usados dentro deles e em segundo lugar, o comportamento das pessoas nestes.

A introdução de mecanismos inteligentes de medição (smart meters) no interior das habitações, surge como uma possibilidade de gestão dos consumos energéticos, potenciadora de reduções de custos. Como tal, surgem novos desafios para os operadores de rede, que para além da necessidade de uma maior qualidade de serviço, um melhor planeamento da operação e uma redução de custos têm a necessidade de disponibilizar mais informação aos clientes [7].

Ao longo do último século foram poucas as mudanças na estrutura básica do sistema elétrico. Trata-se de uma estrutura fortemente hierarquizada e centralizada e que se prevê inadequada para as necessidades dos próximos anos, que vão para além do simples fornecimento de energia elétrica [8], [9]. Este novo conceito, chamado de Smart Grid (SG), é o tema mais estudado nos últimos anos na área de engenharia elétrica. Para [9] e [11], Smart Grid é um termo que se refere à rede de energia da próxima geração, em que a transmissão, distribuição e medição de energia elétrica são incorporados a avançados sistemas computacionais e sistemas de comunicações bidirecionais entre concessionárias e consumidores, a fim de se obter um melhor controlo, monitoramento, eficiência, confiabilidade e segurança.

1.2. Motivação e Objetivos

As empresas fornecedoras de Energia Elétrica têm diferentes tarifas para cada período do dia e, nas horas de pico (quando há um maior consumo), o custo da energia é mais elevado (porque os fornecedores de energia têm de garantir que a potência fornecida para cada consumidor é suficiente e este consiga usufruir da rede sem interferência). Ao permitir aos consumidores de energia, ter conhecimento do seu consumo de energia, consulta de histórico de consumo, receção de sugestões de eficiência energética, entre outros, através do uso de contadores “inteligentes” (smart meters) e da informação disponibilizada, em tempo real, este poderá gerir os consumos colocando, por exemplo, algumas cargas em períodos em que o tarifário é mais barato. O potencial de poupança, no setor residencial, associado, quer seja à substituição de equipamentos por outros energeticamente mais eficientes quer à mudança de comportamentos pode ser considerável.

Esta dissertação tem como objetivos identificar, caracterizar e quantificar os equipamentos chave responsáveis pelo consumo de energia elétrica em edifícios do tipo residencial. Pretende-se ainda identificar e criar “padrões” de comportamento/hábitos de consumo de modo a serem propostas soluções/medidas de monitorização inteligente da instalação elétrica de edifícios residenciais usando

3

funcionalidades das SG. Incluirá ainda a quantificação da influência dos padrões de comportamento na redução dos consumos de energia elétrica.

1.3. Estrutura da Dissertação

Após ter sido realizado, no Capítulo 1, o enquadramento da dissertação e apresentadas as motivações e objetivos, é agora definida a estrutura da dissertação.

Além do Capítulo 1, a dissertação é constituída por mais cinco capítulos, perfazendo um total de sete capítulos. Nomeadamente, o Capítulo 2 que apresenta uma revisão do estado da arte referente à Eficiência Energética e à Utilização Racional de Energia, sendo ainda mencionada a eficiência energética dos equipamentos, a rotulagem a eles associada, bem como a Legislação Nacional referente à Eficiência Energética e planos implementados nesse sentido.

O capítulo 3 apresenta uma abordagem aos fatores que influenciam os consumos no sector doméstico, tanto ao nível das caraterísticas estruturais, dos equipamentos que os constituem, da envolvente do edificado, como ao nível dos comportamentos dos seus utilizadores. São ainda referidos os fatores que influenciam a mudança de comportamentos, as medidas que se podem implementar para promover essa mudança, bem como barreiras a essa mudança.

No Capítulo 4 é apresentada uma caracterização do panorama energético, a nível internacional e nacional, bem como os fatores que incitam à necessidade de evolução tecnológica da rede elétrica. A nível nacional é feita a caraterização da situação de contagem de eletricidade em Portugal. O capítulo introduz ainda os conceitos de contadores e redes inteligentes, onde será caraterizada a sua constituição, infraestrutura, benefícios e desafios associados à sua implementação. São ainda mencionados vários projetos-piloto a nível europeu e nacional.

O Capítulo 5 centra-se no caso de estudo, ou seja, no desenvolvimento de medidas de eficiência energética no setor residencial, quer ao nível de substituição de equipamentos quer ao nível da alteração de comportamentos, sendo comparados os benefícios dessas alterações nos vários tarifários existentes. Ainda neste capítulo, é realizada a análise e discussão de resultados.

Por último, o Capítulo 6 apresenta as principais conclusões da dissertação e ainda algumas eventuais perspetivas para trabalhos futuros.

5

Capítulo 2 - Eficiência Energética

Este capítulo pretende abordar os conceitos de Eficiência Energética e de Utilização Racional de Energia.

Uma vez que a dissertação incide sobre a redução dos custos energéticos no sector doméstico não se pode deixar de mencionar a eficiência energética dos equipamentos bem como a rotulagem a eles associados (quer ecológica como energética), como por exemplo a Etiqueta Energética, bem como a fiscalização da conformidade do conteúdo das mesmas.

O papel do Estado nas políticas energéticas é outro fator mencionado nesta secção, sendo referida a Legislação Nacional referente à Eficiência Energética e planos implementados nesse sentido, bem como mecanismos de financiamento que apoiam estas políticas.

2.1. Eficiência Energética vs. Utilização Racional de Energia

A nível global, entre 1960 e 2000, o consumo e a produção de alimentos aumentou duas vezes e meia e a utilização de água duplicou [12]. Esses estilos de vida ocidentais do consumismo estão a espalhar-se por todo o mundo e a energia, tal como a água, é um recurso natural escasso [1].

O crescente desenvolvimento dos países tem levado a um aumento dos consumos energéticos. De acordo com a Agência Internacional da Energia (AIE), a procura mundial de energia deverá aumentar mais de um terço até 2035 com a China, a Índia e o Médio Oriente a representarem 60% do aumento [13].

A dependência das importações da Europa aumentou nas últimas duas décadas e prevê-se que até 2035 venha a aumentar para mais de 80% no caso do petróleo e do gás [13].

No agregado, e para a maioria dos países, as mudanças nos níveis de consumo nas últimas décadas levaram a benefícios substanciais. No entanto, o preço é pago sob a forma de degradação de muitos dos ecossistemas e a exacerbação das desigualdades e disparidades entre as pessoas [1].

A preocupação com questões ambientais bem como em relação ao melhor aproveitamento dos recursos, entre eles os energéticos, tem crescido nos últimos tempos. Em contexto de crise económica e financeira é dada ainda uma maior atenção a qualquer forma de poupança.

No “Plano de Ação para a Eficiência Energética: Concretizar o Potencial”, em 2006, estava descrito que o desperdício energético europeu concretizado pela ineficiência resultava em 20%. Assim, é imperativo diminuir o desperdício energético e reduzir os consumos. Contudo, devido ao aumento da automação e aquisição e desenvolvimento de novas tecnologias e equipamentos que requerem um consumo de eletricidade, espera-se que os consumos aumentem [14].

Os Energy Efficiency Awards, atribuídos pela primeira vez em 2011, constituem uma iniciativa da PremiValor Consulting (e com parcerias institucionais por parte da Agência para a Energia - ADENE

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e da Direcção-Geral de Energia e Geologia - DGEG) com o objetivo de identificar as empresas que mais se destacaram pela excelência na área eficiência energética. O projeto pretende ser um forte contributo para a distinção das boas práticas empresariais, promovendo a noção de que, através da eficiência energética, se contribui para uma maior produtividade e competitividade da economia nacional [15].

Em 1987 a World Comission on Environment and Development (WCED) definiu desenvolvimento sustentável, no relatório intitulado “Our Common Future”, como sendo “o desenvolvimento que satisfaz as necessidades do presente, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprir as suas próprias necessidades” [16]. A ameaça do esgotamento das reservas de combustíveis fósseis, a pressão dos resultados económicos e as preocupações ambientais, levam-nos a encarar a eficiência energética como uma das soluções para equilibrar o modelo de consumo existente e para combater as alterações climáticas, de modo a garantir um futuro melhor para as gerações vindouras [17].

No entanto, Portugal está longe de explorar todo o potencial que apresenta na adoção de fontes renováveis de energia (FER). Por exemplo, a Grécia, um país semelhante ao nosso (em população, área, nível de desenvolvimento e clima) tem uma capacidade solar térmica instalada de cerca de 12 vezes superior. Um aumento da quota de FER no mix energético reduz a nossa dependência energética, assim como a intensidade, podendo ainda reduzir as pressões ambientais e climáticas globais em comparação com outras formas de energia [18].

De referir ainda que algumas componentes fixas da fatura (potência contratada e contribuição audiovisual) podem também desincentivar a poupança de energia, relativizando em termos percentuais, o sucesso da poupança [19].

A eficiência energética pode ser definida como a otimização que podemos fazer no consumo de energia. De uma forma geral pode-se afirmar que a eficiência energética é uma estratégia que permite consumir o mínimo possível de energia, quer através da supressão de consumos, quer através da utilização de tecnologias mais eficientes, atravessando vários setores de atuação tais como os edifícios, os transportes ou a indústria.

A maior parte do potencial de poupanças de energia reside no setor da construção, que representa 40% do consumo de energia da UE proveniente de edifícios – principalmente para aquecimento, arrefecimento e alimentação de aparelhos elétricos –, e quase 90% da área útil de edifícios são privados e mais de 40% dos edifícios residenciais foram construídos antes de 1960 [20].

Eficiência energética e conservação têm sido elementos críticos no diálogo sobre políticas de energia e assumiram uma importância renovada quando as preocupações sobre a mudança climática global e a segurança energética se intensificaram. Ao conceituar energia como insumo para a produção de serviços de energia desejados (por exemplo, aquecimento, iluminação, movimento), e não como um fim em si mesmo, a eficiência energética pode ser definida como os serviços de energia fornecida por unidade de energia consumida [21].

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Em contraste, a conservação de energia é tipicamente definida como uma redução na quantidade total de energia consumida. Isto é, o consumo de energia pode ser reduzido com ou sem um aumento da eficiência energética, e o consumo de energia pode aumentar juntamente com o aumento da eficiência [22].

Uma das campanhas mais inovadoras no aspeto da eficiência energética é a promovida pela empresa elétrica do Grupo Gás Natural, através da sua página Web www.unionfenosa.es. Esta página oferece a possibilidade aos utilizadores de analisar o grau de eficiência energética das suas habitações e empresas através de um completo questionário no qual se analisam tanto os hábitos de utilização como os elementos instalados. Uma vez realizado o questionário, o utilizador recebe um relatório específico, personalizado e confidencial com uma série de recomendações e orientações que deve seguir para conseguir reduzir o consumo energético e, portanto, diminuir o seu custo energético [23].

Em Portugal, com a aprovação, em 2008, do Plano Nacional de Ação para a Eficiência Energética (PNAEE), foram impostas medidas, relativas à utilização final de Energia, Eficiência Energética (EE) e Serviços Energéticos.

É promovida a requalificação energética do parque habitacional e delineados estímulos à EE através de apoios financeiros a diversos programas de EE, entre eles o Plano de Promoção da Eficiência no Consumo de Energia Elétrica (PPEC) promovido pela Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos (ERSE) [19].

A Diretiva "Eficiência Energética" de 2012 estabelece um conjunto de medidas vinculativas para ajudar a UE a atingir o seu objetivo de 20% de eficiência energética até 2020. De acordo com a Comunicação sobre a Eficiência Energética de julho de 2014, espera-se que a UE obtenha economias de energia de 18% -19% até 2020 – falhando a meta de 20% um-dois por cento [23].

A 30 de novembro de 2016, a Comissão Europeia propôs um objetivo para 2030 de eficiência energética vinculativo de 30% para a União Europeia (UE), bem como medidas para atualizar a diretiva, a fim de garantir o cumprimento do novo objetivo [23].

A UE adotou uma série de medidas para melhorar a eficiência energética na Europa nomeadamente certificados obrigatórios de eficiência energética que acompanham a venda e o aluguer de edifícios, normas mínimas de eficiência energética e rotulagem para uma variedade de produtos e a elaboração de planos de Ação nacionais em matéria de eficiência energética, de três em três anos, por parte dos países da UE, entre outros.

Em Portugal, existe ainda o Plano Nacional de Alterações Climáticas (PNAC), que representa a estratégia nacional para o controlo e redução das emissões de gases com efeito de estufa (GEE), na linha dos compromissos assumidos no âmbito do protocolo de Quioto e da partilha de responsabilidades adotadas no seio da UE.

O esforço da UE para um futuro mais eficiente em termos energéticos já produziu benefícios substanciais para os europeus como o facto de os novos edifícios consumirem metade da energia que consumiam nos anos 80 e a percentagem de frigoríficos que cumprem as classes de rotulagem com

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maior eficiência energética (A e acima) aumentou de menos de cinco por cento em 1995 para mais de 90% em 2010 [23].

Nem os esforços levados a cabo até aqui pela Comunidade Europeia, nem os dos Estados-membros da UE, foram capazes de remover as barreiras existentes aos investimentos em eficiência energética, como por exemplo numerosas barreiras legais e institucionais e ainda a falta de informação ou informação incompleta muitas vezes impedem a utilização de medidas economicamente eficazes ou tecnologia eficiente em termos energéticos [18]

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Algumas medidas de eficiência energética baseiam-se na alteração de comportamentos e são de senso comum como por exemplo desligar equipamentos em standby ou apagar as luzes quando não estamos numa determinada divisão. Existem outras que já acarretam custos económicos (não estando assim ao alcance de todos os cidadãos) e decorrem da evolução tecnológica, como por exemplo a aquisição de equipamentos com maior eficiência energética ou a possibilidade de produzirmos energia doméstica [25].

As questões de dependência energética comportam risco de segurança e soberania nacional, que importam considerar, algo que foi já possível constatar em diferentes alturas por ocasião de crises petrolíferas [18].

As infraestruturas são a base de qualquer sistema energético nacional. Os países precisam de monitorizar o estado das suas infraestruturas e assegurar um futuro energético sustentável. Muitos países dependem no presente de infraestruturas que são “obsoletas, ineficientes, insuficientes ou ambientalmente inaceitáveis” [26].

Um dos objetivos comuns a muitos países no percurso do desenvolvimento sustentável é garantir a segurança energética. É necessário garantir que a energia está disponível a todo o tempo, em quantidades suficientes e a preços suportáveis. O fornecimento seguro de energia é essencial para manter a atividade económica [27].

A Intensidade Energética, quando vista numa perspetiva de um país, refere-se à relação entre o consumo de energia do país e o seu respetivo PIB (Produto Interno Bruto). Portugal tem o maior indicador de intensidade energética de todos os países da UE, e continua a crescer a contraciclo da UE. Ou seja, Portugal de ano para ano é mais ineficiente na utilização que faz da energia [18].

Quando pensamos em EE, fazemo-lo numa perspetiva de obter, para um mesmo nível de conforto, um consumo inferior de energia, isto aliado igualmente a uma utilização mais racional desta. A eficiência energética reduz a procura de energia, reduz as importações de energia e diminui a poluição. Oferece igualmente uma solução a longo prazo para o problema da escassez de combustível e dos preços energéticos elevados.

A Utilização Racional de Energia (URE) é um aspeto que estabelece parceria com a eficiência energética, tendo em vista não só as vantagens de atenuar as emissões poluentes devido à redução do consumo, mas também contribuindo para a expansão do período útil de vida dos equipamentos em

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questão, reduzindo a fatura energética nacional, a dependência energética, a intensidade energética da economia e reforçando a competitividade das empresas [14].

À medida que uma sociedade se torna mais desenvolvida, aumenta o consumo de energia, embora nem sempre de um modo eficiente. Através de uma utilização responsável podemos usufruir de uma maior diversidade de serviços e conforto, sem ter necessariamente que aumentar o consumo.

Utilizar melhor a energia significa utilizar menos energia para a mesma produção, produzir mais com a mesma energia e inovar nos processos e nos produtos para produzir mais e melhor com menos utilização de energia.

A URE é cada vez mais um fator a considerar na economia energética e redução de custos, tanto no sector doméstico como no sector de serviços e industrial.

O conceito básico de eficiência energética está ligado à minimização das perdas nas conversões de energia, bem como no transporte. Toda a energia passa por um processo de transformação (após o qual se transforma em calor, frio, luz, entre outros), durante o qual uma parte dessa energia é desperdiçada e a outra, que chega ao consumidor, nem sempre é devidamente aproveitada [28].

A eficiência energética pressupõe a implementação de estratégias e medidas para combater o desperdício de energia ao longo do processo de produção, distribuição e utilização da energia, que pode ser dividido em duas grandes fases: a Transformação e a Utilização.

Durante a Transformação parte da energia perde-se, gerando desperdícios prejudiciais para o ambiente. A produção de energia é, sem dúvida, a maior indústria de consumo de energia. A eficiência de produção de energia varia muito com o combustível e a tecnologia utilizados. As perdas de conversão podem ser elevadas, nas tradicionais centrais elétricas a carvão, apenas 35% do combustível é convertido em eletricidade e, em média, as centrais elétricas consomem 5% da energia que produzem. Além disso, 9% de toda a eletricidade produzida em todo o mundo é perdida no transporte e distribuição [29].

Parte destas perdas é inevitável e deve-se a questões físicas, mas outra parte é perdida por mau aproveitamento e falta de otimização dos sistemas. Esse desperdício tem vindo a merecer a crescente atenção das empresas que processam e vendem energia.

O desperdício de energia não se esgota na fase de transformação ou conversão, ocorrendo também durante o consumo (Utilização). Nesta fase, a eficiência energética é frequentemente associada ao termo URE, que pressupõe a adoção de medidas que permitem uma melhor utilização da energia, tanto no sector doméstico, como nos sectores de serviços e indústria.

A URE é entendida como “o conjunto de ações e medidas, que têm como objetivo a melhor utilização da energia.” [30].

Como referido anteriormente, as habitações residenciais representam uma fatia considerável no consumo de energia em Portugal, pelo que a URE apresenta-se como uma estratégia de poupança muito importante que visa reduzir os custos resultantes do consumo de energia. As medidas para o sector doméstico cobrem todos os tipos de consumo, desde a preparação das águas quentes sanitárias, melhorias na envolvente exterior, iluminação e também os eletrodomésticos [31].

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Novas práticas sustentáveis de consumo e estilos de vida exigem mudanças nos conhecimentos dos consumidores, atitudes e comportamentos, e em toda a base material da sociedade: as infraestruturas, tecnologia, produtos e serviços, bem como marcos regulatórios e económicos que permitem ou limitam a escolha do consumidor. Ou seja, fornecer simplesmente informações aos consumidores não é suficiente, na ausência de infraestrutura e produtos adequados [1].

Através da escolha, aquisição e utilização adequada dos equipamentos, é possível alcançar significativas poupanças de energia, manter o conforto e aumentar a produtividade das atividades dependentes de energia, com vantagens do ponto de vista económico e ambiental. Enquanto a eficiência energética, durante a transformação da energia, depende apenas de um número restrito de intervenientes, na fase de utilização, depende de todos nós.

2.2. Eficiência dos Equipamentos

Segundo o Inquérito ao Consumo de Energia no Sector Doméstico de 2010, resultante da colaboração entre a DGEG e o Instituto Nacional de Estatística, I.P. (INE), no respeitante ao consumo de energia no setor doméstico verifica-se que, em 2010, a Eletricidade surge como a principal fonte de energia consumida no sector doméstico em Portugal, representando 44.1% do consumo total de energia. O consumo de energia elétrica assume um papel muito relevante no sector residencial, dado que a maioria dos equipamentos presentes nas habitações requer este tipo de fonte de alimentação, revelando uma evidente dependência desta fonte de energia na sociedade atual. O aumento do consumo de eletricidade estará diretamente associado ao aumento do conforto térmico e ao crescimento do número de equipamentos elétricos disponíveis nas habitações [32].

Com o aumento do número de aparelhos eletrónicos nas habitações, nos últimos anos, a sua utilização eficiente torna-se uma mais-valia na redução do consumo de eletricidade que, por sua vez, reduz também o valor na fatura energética e ainda contribui de forma significativa, no conjunto total das boas práticas, para a preservação do meio ambiente [7].

No entanto, antes da utilização vem a aquisição dos equipamentos, processo onde se deve ter em conta o grau de eficiência do equipamento o qual pode ser avaliado através da sua respetiva Etiqueta energética, bem como outros rótulos energéticos e ecológicos.

2.2.1. Rotulagem

A nível global podem considerar-se dois tipos de rótulos: os rótulos ecológicos e os rótulos na área da energia.

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2.2.1.1. Rótulos Ecológicos

A UE, em 1992, de modo a criar um sistema de rotulagem comum a todos os estados membros bem como aos países parceiros da UE, criou o Rótulo Ecológico Europeu (Eco-Label), que pode ser visto na Figura 2.1 [33].

O Eco-Label, à semelhança dos restantes rótulos ecológicos, identifica os impactos que os produtos têm desde a extração da matéria-prima até à sua fabricação, passando pela produção, distribuição (onde se inclui a análise da embalagem), utilização e a deposição final. Na análise são tidos em conta o consumo de energia, a poluição da água e do ar, a produção de resíduos, a gestão sustentável das florestas e a poluição sonora e dos solos, incluindo-se também critérios de desempenho nesta análise. O Rótulo abrange várias categorias de produtos, tais como computadores pessoais, frigoríficos e televisões, entre outros, apenas não sendo aplicável a bebidas, produtos alimentares, produtos farmacêuticos e produtos com substâncias perigosas [33]. As empresas têm de candidatar os seus produtos uma vez que a certificação é um processo voluntário.

A nível internacional existem outros rótulos ecológicos como são os casos do EcoLogo no Canada, o Eco-Mark, no Japão, a Good Environmental Choice Australia Limited (GECA) na Austrália, a Green Seal nos Estados Unidos da América e ainda a nível europeu os casos da NF Environment na França, da Nordic Swan na Islândia, Finlândia, Noruega, Suécia e Dinamarca e do Blaue Engel (Alemanha) e do Österreichische Umweltzeichen (Áustria) [33].

2.2.1.2. Rótulos na Área da Energia

Ao nível dos rótulos na área da energia, são disso exemplo a Energy Star, a Energy Saving Trust e a Etiqueta de Eficiência Energética.

A etiqueta Energy Star, à semelhança do Eco-Label na UE, surgiu em 1992 nos Estados Unidos da América (EUA), tendo a certificação começado com computadores e monitores [33]. É também uma certificação voluntária à semelhança da europeia e identifica e promove produtos energeticamente

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eficientes, com o objetivo de reduzir as emissões de gases de efeito de estufa associadas ao seu funcionamento. A etiqueta Energy Star (ver Figura 2.2) é utilizada em equipamentos de escritório e na Eletrónica de consumo. Estabelecem o valor máximo para o consumo energético do aparelho quando não está a ser utilizado, ou quando está em modo de espera (standby) [25].

A Agência Americana de Proteção Ambiental (EPA) dita quais as especificações de eficiência energética dos equipamentos com a etiqueta Energy Star, na qual atualmente participa a UE [23].

No Reino Unido, desde 1993, existe também a etiqueta Energy Saving Trust (ver Figura 2.3) que distingue os equipamentos mais eficientes em várias categorias, abrangendo equipamentos também rotulados com a Etiqueta de Eficiência Energética (equipamentos de frio e máquinas de lavar) bem como outros equipamentos que ainda não estão incluídos na etiquetagem [33].

Etiqueta de Eficiência Energética

Os equipamentos elétricos como frigoríficos, fornos elétricos, o ar condicionado, as televisões e as fontes de luz são equipamentos frequentes e de uso comum nas nossas habitações.

Através da escolha e utilização adequada dos equipamentos, é possível alcançar significativas poupanças de energia, manter o conforto e aumentar a produtividade das atividades dependentes de energia, com vantagens do ponto de vista económico e ambiental.

Assim, sempre que for feita a compra de um eletrodoméstico, o consumidor deve fazer uma primeira pesquisa em casa e escolher equipamentos adequados às necessidades reais de modo a evitar consumos desnecessários de energia, não tirando portanto o proveito total do equipamento.

Um modo de saber se um equipamento é mais ou menos eficiente do que outro, para o mesmo tipo de equipamentos, é recorrendo à leitura das suas etiquetas energéticas, uma vez que a etiqueta é uniforme para todos os produtos de uma mesma categoria e por isso permite que o consumidor compare

Figura 2.2 - Logotipo da Etiqueta Energy Star [33]

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facilmente as várias características dos produtos, tais como o consumo de água ou de energia, ou a sua capacidade.

Devido à importância dos equipamentos elétricos, pelo seu consumo, a Comissão Europeia propôs, no ano de 1989, a etiquetagem energética [23].

O propósito desta medida era de fornecer ao consumidor informações precisas, reconhecíveis e comparáveis no que respeita ao consumo de energia, ao desempenho e a outras características essenciais para cada tipo de produto, de forma a permitir a consideração da poupança energética como uma variável mais para a escolha de um equipamento [34].

Apesar da regulamentação sobre etiquetagem energética de eletrodomésticos datar do ano de 1989, em Portugal não entrou em vigor até ao ano de 1995 [7].

A Legislação Europeia para a etiquetagem energética tem por base uma Diretiva-Quadro que estabelece princípios e obrigações gerais. É a Diretiva 2010/30/UE, que foi transposta para o direito interno pelo Decreto-Lei nº 63/2011, de 9 de maio, que constitui o diploma Quadro sobre etiquetagem energética em vigor em Portugal [7]. A Diretiva-Quadro é complementada por uma série de

Regulamentos delegados da Comissão, que fornecem informações específicas para cada uma das

categorias de produtos abrangidas pela Legislação Europeia.

Entre 1995 e 2003, a Etiqueta de Eficiência Energética expandiu-se, na UE, a diversos produtos, abrangendo frigoríficos, combinados e congeladores, máquinas de lavar e de secar roupa e loiça, lâmpadas, equipamentos de ar condicionado e fornos elétricos, nos quais a sua afixação é obrigatória por lei [33].

Até 2003, foram sete as classes energéticas que regularam estes equipamentos, entre A e G (do mais para o menos eficiente), e a acompanhar as letras umas setas coloridas que distinguem também os produtos mais eficientes dos menos eficientes a nível energético (o verde escuro indica um produto com elevado nível de eficiência e o vermelho um produto com baixo nível de eficiência) [35].

A etiqueta tem sido um fator de dinamização do progresso tecnológico aplicado aos produtos. De tal modo que os ganhos de eficiência já obtidos na conceção dos produtos obrigaram à atualização da etiqueta.

As novas etiquetas entraram em vigor a 19 de julho de 2010, apresentando um novo layout mas permanecendo porém as características de design simples que já lhe eram conhecidas e agora de modo uniforme em todas as categorias de produtos (ver Figura 2.4). Dentro das novas mudanças encontram-se a declaração de ruído que é obrigatória para os produtos onde o ruído é considerado relevante [34].

As novas etiquetas abrangem os frigoríficos, congeladores, garrafeiras frigoríficas, combinados, máquinas de lavar roupa, máquinas de lavar loiça e, pela primeira vez, as televisões. No entanto existem eletrodomésticos que ainda mantêm a etiqueta antiga como: as máquinas de lavar e secar roupa, lâmpadas, fornos elétricos e ar condicionado.

Assim, atualmente, a nova etiqueta é uniforme em todos os Estados-Membros da UE27, à escala de classificação de A a G podem ser adicionadas até mais três classes: A +, A ++ e A +++, a nova

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etiqueta é neutral quanto ao idioma uma vez que o texto foi substituído por pictogramas e é também apresentado o consumo anual de energia em kWh [36]. O consumo efetivo de cada aparelho depende do local da sua instalação e do tipo de utilização que diariamente lhe for dado, podendo por isso não coincidir com os valores apresentados na etiqueta.

Ao adaptar a informação à evolução tecnológica, permitindo uma maior diferenciação do produto em termos de eficiência energética, os fabricantes são incentivados a serem mais competitivos, desenvolvendo equipamentos cada vez mais eficientes. Esta nova etiqueta satisfaz ainda as crescentes exigências dos consumidores e permite remover os aparelhos menos eficientes do mercado.

No que toca à nova etiquetagem existem ainda algumas particularidades [33]:

 No caso das Máquinas de Lavar e dos Aparelhos de Refrigeração, apesar das novas etiquetas apresentarem um intervalo de classes de A+++ a D, já só se encontram no mercado modelos com classes de A a A+++.

 No caso das Televisões, cuja etiqueta foi criada de raiz, o intervalo de sete classes será inicialmente de A a G. As classes A+, A++ e A+++ serão introduzidas em 2014, 2017 e 2020, respetivamente. Por cada classe mais eficiente introduzida desaparecerá uma classe ineficiente, até se chegar ao intervalo A+++ a D.

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Contemporaneamente à publicação da nova diretiva relativa à rotulagem, a 21 de outubro 2009 os Regulamentos de conceção ecológica foram publicados com a Diretiva 2009/125 / CE do Parlamento Europeu e do Conselho, tendo estabelecido requisitos mínimos que os produtos devem cumprir para serem colocados no mercado da UE [37]. O cumprimento de todos esses requisitos deve ser verificado, bem como com as declarações do rótulo.

De acordo com dados publicados em 2008 pela Agência Internacional de Energia (mas referente à situação de 2005) 61 países em todo o mundo - que representam mais de 80% da população mundial (Figura 2.5) - têm implementadas políticas de legislação de rotulagem e EcoDesign.

A Rotulagem energética de energia tem um efeito de "pull", porque permite aos consumidores selecionar o modelo mais eficiente no mercado, enquanto os requisitos de conceção ecológica tem um efeito "push" porque eliminam do mercado o modelo menos eficiente.

A criação de um mercado interno com base na livre circulação de mercadorias depende criticamente de um nível adequado de harmonização técnica. A legislação da UE define os "requisitos essenciais" que os produtos devem respeitar quando são colocados no mercado, enquanto os organismos europeus de normalização (CEN, CENELEC e ETSI) têm a tarefa de elaborar as especificações técnicas correspondentes (ou seja, os padrões de medição) com estes requisitos essenciais, cuja execução irá fornecer uma presunção de conformidade com a legislação.

O conceito de rotulagem energética foi introduzido como uma ferramenta para aumentar a eficiência energética dos aparelhos domésticos e para reduzir o consumo de energia elétrica doméstica. No entanto, após mais de duas décadas e apesar da infraestrutura para a utilização da rotulagem energética estar em vigor em toda a UE, são muito poucos os Estados-Membros que aplicam uma política responsável por controlar a sua verificação, implementação e cumprimento correto.

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2.2.2. Fiscalização

De seguida são enumeradas algumas das boas práticas relativas a procedimentos de fiscalização do mercado e ações desenvolvidas na última década na UE que poderiam ser considerados pelas autoridades fiscalizadoras do mercado nacionais de outros Estados-Membros.

Em nome da Agência de Energia Dinamarquesa, a Rotulagem energética da Dinamarca verifica o cumprimento da legislação e é responsável pela administração de verificações por amostragem dos produtos, incluindo a seleção dos produtos a controlar, a recuperação e revisão da documentação técnica dos fabricantes e o acompanhamento dos resultados dos testes com os fabricantes e fornecedores. No Reino Unido, o programa anual de vigilância geral do Mercado Nacional para a legislação que aplica a Legislação Comunitária de Harmonização (CHL), conforme exigido pelo artigo 18 (5) do Regulamento (CE) n.º 765/2008, foi publicado em dezembro de 2010. Atualmente, a taxa de abandono no Reino Unido é estimado em cerca de 10 a 15% a nível de produção (não cumprimento da alegação no rótulo) e 20% ao nível do retalho (rotulagem ausente ou incorreta) [37].

Ao nível da UE, mais recentemente, alguns projetos foram desenvolvidos para avaliar a conformidade de diferentes produtos.

 Projeto Atlete

O projeto Atlete começou em junho de 2009 e estava previsto terminar oficialmente em maio de 2011 e tinha como objetivo aumentar a escala de execução, controlo e implementação das medidas de rotulagem energética (e EcoDesign) na UE. Nos testes pan-UE sobre um grande número de aparelhos domésticos, 82 modelos de refrigeradores e congeladores selecionados entre os "best-sellers" modelos na UE em fevereiro de 2010 foram testados. Para os 70 modelos onde o teste foi concluído, 21% tinham uma declaração de classe energética incorreta [37].

 Projeto SELINA

O principal objetivo deste projeto foi a caracterização do mercado do consumo de energia em

standby e off-mode dos novos aparelhos no mercado. Verificou-se que 18.5% dos aparelhos cujo

consumo off-mode foi medido não respeitavam o limite de regulamento da UE de 1W. Quando as medições são comparadas com o limiar de 2013 de 0.5 W o número aumenta para 41.5% [37].

 Projeto TOP-TEN

A iniciativa TOP-TEN, lançada em 2000 na Suíça, é um programa internacional para criar uma referência dinâmica para os produtos mais eficientes em termos energéticos. Desde então, dezasseis outros sites nacionais aderiram, dos quais catorze sites europeus graças aos IEE-projetos Euro-Topten e Euro-Topten Plus. Além disso, Topten China e Topten EUA seguiram-se em outubro de 2010 [37].

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Topten é uma ferramenta de pesquisa on-line orientada para o consumidor, que apresenta os melhores aparelhos em diversas categorias de produtos. Além de informação ao consumidor, o programa visa também fornecer recomendações de política com base na sua visão geral sobre o mercado de produtos de alta eficiência e influenciar os fabricantes.

A avaliação e verificação da conformidade com a legislação são questões comuns para todos os países e têm sido desenvolvidas várias experiências fora da Europa. O Department of Energy (DOE) e a Environmental Protection Agency (EPA) dos EUA executaram um programa-piloto para testar a conformidade dos aparelhos Energy Star, até o final de 2010. Na Austrália, o chamado comitê E3 tem em execução um programa de "check-teste", desde 1991, para garantir a conformidade com os requisitos mínimos de eficiência e legislação de rotulagem, sendo testados cerca de 100 produtos. Entre as ações promovidas pelas autoridades nacionais de fiscalização do mercado apenas na Austrália os modelos testados bem como os seus fornecedores são divulgados publicamente [37].

Infelizmente as atividades de fiscalização do mercado na última década apenas foram desenvolvidas em alguns Estados-Membros e na maioria dos casos, de uma forma descontínua. No entanto, para garantir a igualdade de condições para todos os intervenientes, as ações de verificação devemseguir um procedimento claro, transparente e preciso, ser estabelecidas quer na própria legislação (como na UE) ou nos procedimentos de acompanhamento (tais como as chamadas "diretrizes administrativas" australianas) e estar disponíveis a todos os interessados.

2.3. Legislação Nacional

A política energética portuguesa da primeira década de 2000 ficou marcada por investimentos significativos em fontes de energia renovável. Com o estalar da crise económica e novas orientações políticas, os principais documentos da estratégia para a energia foram revistos “numa lógica de racionalidade económica e sustentabilidade”.

A Estratégia Nacional para a Energia, aprovada através da Resolução do Conselho de Ministros n.º 169/2005, de 24 de outubro, promoveu, entre outros objetivos, a eficiência energética na cadeia da oferta e na procura de energia. Entre as várias linhas estratégicas, destaca-se a quarta linha de orientação – Promoção da Eficiência Energética – que estabelece como medidas a adotar, entre outras, “A promoção de políticas de eficiência energética por parte das empresas de oferta de eletricidade” e “Financiar ações de promoção da eficiência energética” [38].

Ainda no âmbito do enquadramento legislativo salienta-se o Decreto-Lei n.º 29/2006 de 15 de fevereiro que estabelece como uma das Obrigações de Serviço Público “A promoção da eficiência energética, a proteção do ambiente e a racionalidade de utilização dos recursos renováveis e endógenos”.