Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
MEDIDAS DE EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA E AMBIENTAL NA
INDÚSTRIA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM TECNOLOGIAS AMBIENTAISANA SOFIA MENDES MONTEIRO AMORIM RIOS
Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
MEDIDAS DE EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA E AMBIENTAL NA
INDÚSTRIA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM TECNOLOGIAS AMBIENTAISANA SOFIA MENDES MONTEIRO AMORIM RIOS
Este trabalho foi expressamente elaborado com vista à obtenção do grau de Mestre em Tecnologias Ambientais.
Resumo
Desde a revolução industrial, o crescimento da população tem sido exponencial, facto este que tem levado ao aumento da quantidade das necessidades básicas humanas. Por outro lado, a sociedade tem-se desenvolvido a grande velocidade, apoiando-se na energia, que é um dos pilares mais importantes e um vector fundamental no desenvolvimento socioeconómico de qualquer país. Deste modo, é um desafio do presente desenvolver meios e recorrer a tecnologias amigas do ambiente para produzir energia de uma forma eficiente e não muito dispendiosa sem afectar o ambiente nem alterar o clima. Torna-se assim evidente a necessidade da substituição das fontes de energia convencionais por fontes de energia alternativas ou renováveis como uma das medidas a implementar.
O presente trabalho, que analisa um caso real de uma indústria de papel, tem como base não só estas considerações mas também o facto do sector industrial assumir uma elevada importância para o contributo dos objectivos nacionais nesta matéria. O objectivo principal deste trabalho foi avaliar a viabilidade económica e ambiental da utilização de diferentes fontes de energia, em alternativa às convencionais actualmente utilizadas. Foram estudados diferentes sistemas energeticamente eficientes: sistema de cogeração de turbina a gás; sistema solar térmico com painéis concentradores e sistema solar térmico com painéis de vácuo.
A implementação destes dois sistemas surge da necessidade desta empresa, como consumidora intensiva de energia segundo o RGCE (Regulamento de Gestão do Consumo de Energia) ter de apresentar medidas para minimizar o consumo energético e, consequentemente, a factura energética actual.
São apresentados os valores de custo e tempo de retorno dos investimentos bem como a análise do impacte ambiental nas diferentes situações, que permitem tirar conclusões relativamente à viabilidade dos sistemas propostos.
No que diz respeito ao sistema de cogeração, este mostrou ser uma boa alternativa ao sistema actualmente utilizado, trazendo melhorias significativas quer a nível económico, quer a nível ambiental. Em relação ao sistema solar térmico, das várias soluções analisadas, o que apresentou melhores resultados mostrou-se igualmente viável, embora com resultados menos favoráveis no que diz respeito ao tempo de retorno do investimento inicial.
Abstract
Since the Industrial Revolution, the population’s growth has been exponential, which has led to the increase of the quantity of basic human needs. On the other hand, society has been developing fast, supporting itself on energy, which is one of its most important pillars and a fundamental vector to the social and economic development of any country. This way, it is a present-day challenge to develop means and use friendly-environment technologies in order to produce energy in an efficient and not very expensive way without affecting the environment or changing the climate. So, the need of replacing the conventional energy sources by alternative or renewable ones as a measure to be implemented becomes obvious.
This project, which analyses a real case of an industry of paper, is based not only on these premises but also on the fact that the industrial sector has a great importance to the contribution of the national aims on the topic.
The main aim of this assignment is to evaluate the economic and environmental viability of using different energy sources as an alternative to the conventional ones used nowadays. Different energetically efficient systems were studied: system of co-generation gas turbines, thermal solar system, CPC panels and solar system with vacuum panels.
The implementation of these two systems arises from this company’s need as an intensive energy consumer according to the RGCE (Energy Consuming Management Regulation) to present measures to minimise the energy consumption and, consequently, the present day energy bill.
Values of cost and investment payback time as well as the analysis of the environmental impact on different situations are presented and allow the drawing of conclusions concerning the viability of the proposed systems.
The cogeneration system proved to be a good alternative to the one presently used, with great economic and environmental improvement. Regarding the thermal solar system, from the analysis of several solutions, the one with the best results is also viable, despite the less favourable results concerning the payback time of initial investment.
Résumé
Dès la révolution industrielle, la croissance de la population a été exponentielle. Ce fait a amené à l’augment de la quantité des nécessités humaines basiques. D’autre coté, la société s’est développée à grande vitesse, en s’appuyant dans l’énergie, qui est un de ses piliers plus importants et un vecteur fondamental dans le développement socio-économique de n’importe quel pays. Donc, c’est un défi du présent développer les moyens et faire recours à des technologies amies de l’environnement pour produire énergie d’une façon efficiente et pas très chère sans affecter l’environnement ni changer le climat. C’est évident le besoin de remplacer les sources d’énergie conventionnelles par des sources d’énergie alternatives ou renouvelables comme une des mesures à implémenter.
Le présent travail, qui présente un cas réel d’une industrie de papier, a comme base pas seulement ces considérations mais aussi le fait du secteur de l’industrie prendre une importance élevée pour la contribution des objectifs nationaux dans cette matière.
L’objectif principal de ce travail est évaluer la viabilité économique et environnementale de l’utilisation des différentes sources d’énergie, en alternative aux conventionnelles actuellement utilisées, qui rencontrent les besoins énergétiques de l’entreprise, à travers l’implémentation d’un système de CHP de turbines à gaz et d’un système solaire thermique constitué par des panneaux solaires CPCs ou de vide.
L’implémentation de ces deux systèmes a surgi du besoin de cette entreprise, comme consommatrice intensive d’énergie selon le RGCE (Règlement de Gestion de la Consommation d’Energie) de présenter des mesures pour minimiser la consommation énergétique et, par conséquent, la facture énergétique actuelle.
Ce sont présentés les valeurs de coût et de temps de retour des investissements et aussi l’analyse de l’impact environnemental dans les différentes situations, qui permettent d’avoir des conclusions en ce qui concerne la viabilité des systèmes proposés.
En ce qui concerne le système de CHP, celui a démontré être une bonne alternative au système actuellement utilisé, en apportant des améliorations significatives au niveau économique et environnemental. En ce qui concerne le système solaire thermique, de toutes les solutions analysées, celle qui a présenté les meilleurs résultats s’est montrée également viable, malgré les résultats moins favorables à l’égard du temps de retour de l’investissement initial.
Agradecimentos
Ao Prof. Doutor Amadeu Duarte da Silva Borges pela transmissão de conhecimento científico, apoio, total disponibilidade e motivação. Também ao Prof. Doutor Nuno Afonso Moreira pela transmissão de conhecimento e apoio prestado.
Um especial agradecimento à empresa Fábrica de Papel e Cartão Zarrinha S.A., em particular à D. Marieta pela disponibilização de dados. Ao Eng. Augusto pela disponibilidade e apoio facultados.
O meu muito obrigada a todos os meus familiares e amigos, dos quais não necessito citar o nome, pela motivação e paciência que demonstraram.
Índice
RESUMO ... I ABSTRACT ... II RÉSUMÉ ... III AGRADECIMENTOS ... IV ÍNDICE ... VI NOMENCLATURA ... XIII 1. INTRODUÇÃO ... 11.1 Enquadramento Energético Nacional ... 1
1.1.1 Sector Transportes ... 5 1.1.2 Sector Doméstico ... 6 1.1.3 Sector Industrial ... 7 1.2 Objectivo ... 10 1.3 Conteúdo da Tese ... 10 2. ENERGIA NA INDÚSTRIA ... 12 2.1 Introdução ... 12
2.2 Consumo de Energia no Sector Industrial ... 13
2.3 Emissões na Indústria ... 18 2.3.1 Emissões Gasosas ... 19 2.3.2 Efluentes Líquidos ... 24 2.3.3 Resíduos Sólidos ... 25 2.4 Energias Renováveis ... 26 2.4.1 Energia Solar ... 28 2.4.2 Biomassa ... 30 2.4.3 Biocombustíveis ... 31
2.4.4 Biogás ... 33
2.4.5 Eólica ... 35
2.5 Cogeração ... 36
2.5.1 Vantagens e Desvantagens da Cogeração ... 37
2.5.2 Principais Tecnologias de Cogeração ... 40
2.5.3 Desenvolvimento da Cogeração em Portugal... 41
3. AUDITORIA ENERGÉTICA ... 46
3.1 Introdução ... 46
3.2 Auditorias Energéticas no Sector Industrial ... 47
3.3 Medidas de Utilização Racional de Energia ... 54
3.3.1 Tecnologias de Processo ... 55
3.3.2 Tecnologias Energéticas ... 56
3.3.2.1 Caldeiras ... 57
3.3.2.2 Instalações Eléctricas ... 58
3.3.2.3 Ar Comprimido ... 59
3.3.2.4 Variadores Electrónicos de Velocidade ... 60
3.3.2.5 Iluminação ... 61
3.3.2.6 Sistema de Ar Condicionado ... 64
4. CARACTERIZAÇÃO GERAL DA EMPRESA ... 66
4.1 Introdução ... 66
4.2 Caracterização das Instalações ... 68
4.2.1 Descrição das Actividades Desenvolvidas na Instalação ... 68
4.2.1.1 Produção de Papel Reciclado ... 69
4.2.1.2 Unidade de Cartão Canelado ... 74
4.2.2 Produção ... 78
4.2.2.1 Laboração Geral da Fábrica ... 78
4.2.2.2 Laboração dos Turnos e Sectores ... 79
4.3 Medidas Implementadas na Empresa ... 80
4.3.1 Águas ... 81
4.3.2 Emissões Atmosféricas ... 81
4.3.4 Balanço Mássico da Actividade ... 81
4.4 Medidas Resultantes da Auditoria Energética ... 82
5. FACTURA ENERGÉTICA ACTUAL... 83
5.1 Introdução ... 83
5.2 Balanço Energético ... 84
6. DIMENSIONAMENTO DE SOLUÇÕES ENERGETICAMENTE EFICIENTES ... 94
6.1 Introdução ... 94
6.2 Equipamentos de Cogeração ... 95
6.3 Turbinas a Gás ... 97
6.4 Dimensionamento do Sistema de Cogeração ... 100
6.4.1 Análise da Factura Energética Actual ... 100
6.4.2 Análise da Factura Energética Futura ... 101
6.4.3 Viabilidade Financeira ... 104 6.4.3.1 Cash Flow ... 105 6.4.3.2 VAL ... 105 6.4.3.3 TIR ... 106 6.4.4 Emissões Gasosas ... 109 6.5 Painéis CPCs e de Vácuo ... 111
6.5.1 Dimensionamento da Instalação de Painéis Solares ... 114
6.5.1.1 Cenário 1 ... 118
6.5.1.2 Cenário 2 ... 122
6.5.1.3 Cenário 3 ... 123
6.5.1.4 Cenário Viável ... 126
6.5.1.5 Investimento e Lucro ... 127
7 CONCLUSÕES E TRABALHO FUTURO ... 130
7.1 Conclusões ... 130
Índice de Tabelas
Tabela 1.1 Condições de realização de auditorias energéticas segundo Decreto-Lei 71/2008 de
15 de Abril de 2008. ... 9
Tabela 2.1 Quadro resumo de impactes ambientais por fonte de energia. ... 16
Tabela 2.2 Quadro resumo de impactes ambientais por fonte de energia. ... 17
Tabela 2.3 Factores de emissão de CO2 por tipo de combustíveis (APEC, 2004) ... 19
Tabela 2.4 Potencial de aquecimento global (Equivalentes de CO2 (Antunes et al Salgueiro, 2000) ... 20
Tabela 2.5 Evolução histórica da potência total instalada em renováveis (MW) Portugal Continental. (DGEG Nº38, 2008) ... 27
Tabela 2.6 Descrição e utilidade de Biocombustíveis (Portal das Energias Renováveis) ... 32
Tabela 2.7 Potencial estimado de aproveitamento de Biogás. ... 34
Tabela 2.8 Comparação entre as principais tecnologias de cogeração. (Portal: http://cogeneration.net) ... 41
Tabela 4.1 Produção por produto final. ... 80
Tabela 5.1 Produção ... 84
Tabela 5.2 Energia Eléctrica ... 85
Tabela 5.3 Thick Fuelóleo ... 85
Tabela 5.4 Consumos e custos de energia no ano de 2006 ... 85
Tabela 5.5 Desagregação do Consumo de Energia por Produto Final em 2006 ... 86
Tabela 5.6 Consumos específicos e valores de K para os produtos em análise. ... 87
Tabela 5.7 Consumos de Electricidade Totais no Ano de 2006. ... 88
Tabela 5.8 Consumos de Thick Fuelóleo[kgep] Totais no Ano de 2006. ... 89
Tabela 5.9 Produção global referente ao ano de 2007 e aos primeiros nove meses de 2008. ... 90
Tabela 5.10 Variação percentual de produção mensal por tipo de produto final em relação ao ano anterior. ... 91
Tabela 6.1 Razão entre Potência Eléctrica e Calor (Júnior, 2006) ... 96
Tabela 6.2 Tarifas Transitórias. (www.edp.pt) ... 103
Tabela 6.3 Resultados TIR ... 108
Tabela 6.4 Conversão de Electricidade em Emissões de CO2 ... 109
Tabela 6.5 Temperaturas médias mensais para a cidade de Porto (º C) ... 116
Tabela 6.6 Radiação global incidente em superfície inclinada a Sul (Wh / m2 / dia) ... 116
Tabela 6.7 Paineis CPCs Galécia. ... 118
Tabela 6.8 Preço de painéis CPCs ... 119
Tabela 6.9 Valores utilizados para T=120ºC ... 119
Tabela 6.10 Resultados obtidos para T=120ºC ... 119
Tabela 6.11 Valores utilizados para T=100ºC ... 120
Tabela 6.12 Valores obtidos para T=100ºC ... 120
Tabela 6.13 Valores utilizados para T=90ºC ... 121
Tabela 6.14 Valores obtidos para T=90ºC ... 121
Tabela 6.15 Valores obtidos para T=120ºC ... 122
Tabela 6.16 Valores obtidos para T=100ºC ... 122
Tabela 6.17 Valores obtidos para T=90ºC ... 123
Tabela 6.18 Características Painel Vácuo ER Galécia ... 123
Tabela 6.19 Custo Painel Vácuo ER Galécia ... 124
Tabela 6.20 Valores obtidos para T=120ºC ... 124
Tabela 6.21 Valores obtidos para T=100ºC ... 124
Tabela 6.22 Valores obtidos para T=90ºC ... 125
Tabela 6.23 Resultados relativos ao painel CPC12 Galécia - Cenário 1 ... 125
Tabela 6.24 Resultados relativos ao painel CPC18 Galécia - Cenário 2 ... 126
Tabela 6.25 Resultados relativos ao Painel Vácuo ER Galécia - Cenário 3 ... 126
Tabela 6.26 Investimento do cenário viável. ... 128
Índice de Figuras
Figura 1.1 Origem do consumo do Sector Eléctrico Nacional. (Apren) ... 4
Figura 1.2 Energia Final por Sector. (DGEG, 2006) ... 5
Figura 2.1 Valor dos Produtos de Petróleo Importados em 2006 (106€) ... 18
Figura 2.2 Variação das emissões de GEE entre 1990 e 2002, por poluente e por sector de actividade (REA 2003) ... 21
Figura 2.3 Emissões de Gases com Efeito de Estufa por Unidade de Energia (CELPA, 2006) . 22 Figura 2.4 Gases com Efeito de Estufa, Emissões Directas por Tipo de Poluente. (CELPA, 2006) ... 23
Figura 2.5 Evolução da energia produzida a partir de fontes renováveis. (DGEG Nº38, 2008) . 27 Figura 2.6 Balanço Energético de um Sistema de Cogeração ... 37
Figura 2.7 Distribuição dos sistemas de cogeração por sector de actividade ... 43
Figura 2.8 Evolução da potência instalada em cogeração nos últimos 20 anos em Portugal (Cogen Portugal). ... 43
Figura 2.9 Distribuição dos sistemas de cogeração por tecnologia (Cogen) ... 44
Figura 2.10 Contribuição e perpectivas de evolução da cogeração. ... 45
Figura 3.1 Estrutura típica de uma Auditoria. ... 50
Figura 3.2 Etapas de uma Auditoria Energética. ... 53
Figura 4.1 Vista aérea da empresa em estudo. ... 67
Figura 4.2 Matéria-prima ... 70
Figura 4.3 Formação da folha de papel (processo de evaporação)... 71
Figura 4.4 Produto Final... 71
Figura 4.5 Fluxograma do fabrico de papel reciclado da empresa ... 72
Figura 4.6 Fluxograma da fábrica de papel. ... 73
Figura 4.7 Máquina de canelar (módulo de ondular e colagem) ... 75
Figura 4.9 Pranchas de cartão canelado empilhado ... 76
Figura 4.10 Fluxograma da produção de prancha de cartão canelado ... 77
Figura 4.11 Fluxograma da produção de embalagem de cartão canelado. ... 78
Figura 4.12 Fluxograma do fabrico de acessórios de cartão canelado. ... 79
Figura 4.13 Balanço mássico da actividade. ... 82
Figura 5.1 Degradação do Consumo por Fonte de Energia ... 86
Figura 5.2 Desagregação dos consumos de Energia por produto final ... 86
Figura 5.3 Perfil de Consumos de Electricidade Totais no Ano de 2006. ... 88
Figura 5.4 Perfil de Consumos de Thick Fuelóleo[kgep] Totais no Ano de 2006. ... 89
Figura 6.1 Esquema de um sistema de cogeração. ... 95
Figura 6.2 Compra Energia Eléctrica, 2006 ... 96
Figura 6.3 Custos médios de Produção a preços de 1998 (Reflectir Energia) ... 97
Figura 6.4 Ciclo de Brayton ... 98
Figura 6.5 Situação Actual ... 100
Figura 6.6 Situação energética futura ... 101
Figura 6.7 Conceito de Taxa Interna de Rentabilidade. ... 107
Figura 6.8 Solução 1 ... 114
Figura 6.9 Solução 2 ... 115
Figura 6.10 Factor de correcção para a temperatura de utilização da água (C2) ... 117
Nomenclatura
AQSpP Água Quente Solar para Portugal
ARCE Acordo de Racionalização dos Consumos de Energia C.I.E Comissão Internacional de Iluminação
CH4 Metano
CHP Combined Heat and Power
CIE Consumidoras Intensivas de Energia CO Monóxido de Carbono
CO2 Dióxido de Carbono
CPC Colector Parabólico Composto
DGEG Direcção Geral de Energia e Geologia
ERSE Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos ETAR Estação de Tratamento de Águas Residuais
ETARI Estação de Tratamento de Águas Residuais Industriais FER Fontes de Energia Renováveis
GEE Gases com Efeito de Estufa IEE Índice de Eficiência Energética
MT Média Tensão
NOX Óxidos de Azoto
PCI Poder Calorífico Inferior PCS Poder Calorífico Superior PIB Produto Interno Bruto
PNAC Programa Nacional para as Alterações Climáticas PQ Protocolo de Quioto
PREn Planos de Racionalização dos Consumo de Energia REP Relatório de Execução e Progresso
RCCTE Regulamento das Características de Comportamento Térmico de Edifícios RGCE Regulamento de Gestão do Consumo de Energia
SEN Sistema Eléctrico Nacional
SGCIE Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia SO2 Dióxido de Enxofre
UE União Europeia
URE Utilização Racional de Energia
UV Ultra Violeta
Capítulo 1
1.
Introdução
Após análise da situação energética actual em Portugal, e salientando-se o factor do desenvolvimento não sustentável são necessárias acções correctivas para se garantir o futuro das gerações vindouras. É nesta perspectiva que se enquadra o trabalho realizado, tentando através de um leque de soluções optar-se pelas de mais fácil e rentável execução perante um caso de estudo, tendo sempre como análise o melhoramento de aspectos ambientais tais como a emissão de gases com efeito de estufa (GEE).
1.1
Enquadramento Energético Nacional
Na transição do século XX para o século XXI, a sociedade ocidental tornou-se mais materialista, com acesso fácil a um determinado tipo de bens e serviços que, anteriormente, só estariam ao alcance de uma pequena minoria. Deu-se, assim, uma melhoria da qualidade de vida da população e, consequentemente, uma utilização da energia de uma forma indiscriminada. Este facto acarretou, contudo, custos elevados que serão ainda maiores a médio e a longo prazo, pois não tem existido um crescimento sustentável. Porém, existem já custos evidentes: florestas desbastadas, espécies extintas ou que correm sério risco de ser, rios poluídos, aumento da temperatura global com consequentes catástrofes naturais, diminuição perigosa de energias fósseis, entre outros. (Matias, 2002)
Várias acções foram e têm vindo a ser tomadas quanto à educação da população para os problemas ambientais, mas muitas vezes é esquecido o facto de tais problemas terem a sua origem na má utilização energética, como por exemplo, consumos excessivos, a utilização de um só tipo de energia mal adaptado e a inexistência de uma utilização eficiente da energia. É de extrema importância alertar as pessoas para as questões energéticas e a relação
produção/consumo, devendo estas questões serem alvo de uma análise cada vez mais cuidada para mais facilmente se poderem atingir objectivos para a melhoria do meio ambiente.
Tem que existir uma maior consciencialização da população para os efeitos produzidos pela sociedade de consumo actual, pois as consequências não são só a nível local ou regional mas também a nível global devido, por exemplo, à ausência de fronteiras na atmosfera.
O dióxido de enxofre (SO2), os óxidos de azoto (NOX) e o monóxido de carbono (CO) são
gases que se encontram associados a dois graves problemas ambientais: as chuvas ácidas e as alterações climáticas. O dióxido de enxofre (SO2) resulta essencialmente da queima de
combustíveis fósseis e de diversos processos industriais; os óxidos de azoto (NOX) podem
formar-se naturalmente ou ter origem antropogénica, resultando estes últimos também da queima, a altas temperaturas, de combustíveis fósseis; o monóxido de carbono (CO) de origem antropogénica resulta também da combustão incompleta de combustíveis fósseis. Os óxidos de azoto e o dióxido de enxofre são, conjuntamente, os principais responsáveis pela formação de precipitação ácida e pela modificação das características dos solos, entre outros. O dióxido de carbono e o vapor de água, por outro lado, funcionam como uma capa protectora que impede que o calor do sol absorvido escape para o exterior e é este efeito de estufa que permite que exista um equilíbrio da temperatura terrestre, quer durante o dia quer durante a noite. Mas as actividades humanas provocam emissões de gases poluentes como o óxido de azoto, dióxido de carbono e a formação de ozono na troposfera, que provocam um aumento do efeito de estufa e resultam num aumento da temperatura global. (Fernandes, 2000)
A nível internacional, ao abrigo do Protocolo de Quioto (PQ) e do compromisso comunitário de partilha de responsabilidades, Portugal assumiu o compromisso de limitar o aumento das suas emissões de gases de efeito de estufa (GEE) em 27% no período de 2008-2012 relativamente aos valores de 1990. Neste contexto, o Programa Nacional para as Alterações Climáticas (PNAC), adoptado pela Resolução do Conselho de Ministros n.º 119/2004, de 31 de Julho (PNAC 2004), e mais recentemente o PNAC de 2006, aprovado pela Resolução do Conselho de Ministros n.º 104/2006, de 23 de Agosto, quantifica o esforço nacional das emissões de GEE, integrando um vasto conjunto de políticas e medidas que incide sobre todos os sectores de actividade. O PNAC atribui à Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos (ERSE) responsabilidades concretas na definição de mecanismos que promovam a eficiência energética ao nível da procura tendo como objectivo principal a redução do consumo de energia eléctrica até 2010, face a um cenário de referência. O PNAC 2006 apresenta como meta para 2010, concretamente na medida “MAe3 – Melhoria da eficiência energética ao nível da procura de electricidade”, a redução de 1020 GWh do consumo de energia eléctrica. (Plano de Promoção da Eficiência no Consumo de Energia Eléctrica para 2008, 2007)
Torna-se assim bem claro que o futuro deve ser alvo de atenção, devendo ser estudado, apesar de na prática não poder ser testado, e tentando-se construir uma série de alternativas de decisão, a partir das quais emergirão escolhas apropriadas. Uma das soluções que mais se salienta é a utilização de energias renováveis. Portugal apresenta condições privilegiadas neste capítulo de energias, contrariamente ao que se passa com as energias fósseis, convencionais. Também nesta matéria a população deverá ser sensibilizada dado que uma das barreiras à implantação das energias renováveis é a desconfiança do público consumidor. A população em geral tem alguma relutância em aceitar algo de novo, seja em que domínio for, não sendo as energias renováveis uma excepção a esta regra. (Cordeiro et al Pires, 2002)
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 protecção do ambiente e a racionalidade de utilização dos recursos renováveis e endógenos” e define como uma das atribuições da regulação “Contribuir para a progressiva melhoria das condições técnicas e ambientais das actividades reguladas, estimulando, nomeadamente, a adopção de práticas que promovam a eficiência energética e a existência de padrões adequados de qualidade de serviço e de defesa do meio ambiente”. O mesmo diploma estabelece ainda os princípios aplicáveis ao cálculo e à fixação das tarifas sendo de destacar a “Contribuição para a promoção da eficiência energética e da qualidade ambiental”. Portugal apresenta recursos em termos de energia solar e biomassa que se encontram entre os melhores da Europa, dispondo ainda de amplos recursos hídricos, sobretudo à escala dos pequenos aproveitamentos que se encontram passíveis de serem explorados. O clima ameno existente em Portugal constitui também, por si só, um importante recurso que poderá contribuir de uma forma excelente para o consumo de energia dos edifícios, se apropriadamente explorado, e se houver uma maior preocupação quando estes se projectam e constroem. O país apresenta também boas condições para um bom aproveitamento do recurso eólico e no que respeita ao aproveitamento da energia das ondas e marés. (BCSD, 2005)
Embora apresentem custos elevados e restrições geográficas e ambientais importantes, as fontes de energia renovável representam uma opção viável para a produção de energia, dado que:
• Os recursos energéticos renováveis estão disponíveis localmente;
• O aproveitamento dos recursos energéticos renováveis traduz-se em benefícios ambientais com a redução das emissões de CO2 e outros poluentes;
• Contribuem para a criação de emprego, promovendo a coesão social e económica; • Estimulam a competitividade da indústria europeia;
• Aumentam a segurança e estabilidade no fornecimento de energia, reduzindo as importações. (Sousa et al Pregitzer, 2005)
Em 1997 é publicado o Livro Branco sobre Energias Renováveis, para uma estratégia e um plano de acção comunitários. Este Livro surge na sequência do Livro Verde, reforçando o objectivo central estabelecido que consiste em duplicar a parte das fontes de energia renováveis no consumo interno bruto de energia na UE (12% até 2010). É ainda apresentado o objectivo de produção de 22,1% de energia eléctrica a partir de fontes renováveis em 2010. As fontes renováveis são uma forma de gerar electricidade de um modo sustentável e mais limpo, sendo as mais usadas: o sol, o vento, a chuva, as ondas do mar, o calor da terra, e a biomassa. O facto dos processos de conversão destas formas de energia não serem poluentes torna-as especialmente atraentes para uma humanidade já preocupada pela degradação do meio ambiente. (DGEG, 2008) Na Figura 1.1 poderá observar-se a evolução da origem do consumo do Sector Eléctrico Nacional.
Figura 1.1 Origem do consumo do Sector Eléctrico Nacional. (Apren)
A forte dependência energética do País, num contexto de energia cada vez mais cara, é um dos problemas mais graves que Portugal enfrenta actualmente, constituindo também uma das causas da crise geral que abala a economia e a sociedade portuguesa. O cenário energético nacional actual é caracterizado por uma forte dependência externa (87,2% em 2005), devido a uma escassez de recursos próprios, com uma procura energética com taxas de crescimento significativamente superiores às do crescimento do PIB, e com um sistema energético
0 10 20 30 40 50 60 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 TWh
PRE Renovável Grande Hídrica PRE Não Renovável Importação Térmica
fortemente dependente de fontes primárias de origem fóssil (petróleo, gás natural e (DGEG, 2008)
Cada vez mais os instrumentos de política de ambiente afectam directa e indirectamente a produção e consumo de energia. Problemas ambientais como as chuvas ácidas, ozono troposférico e sobretudo alterações climáticas levam à adopção
carácter ambiental que promovem alterações como a substituição de fuelóleo ou carvão por gás natural na produção de electricidade; a redução do teor de enxofre nos produtos refinados e a melhoria da eficiência energética em divers
licenças de emissões de CO2.
A Energia Final, em 2006, atingiu o valor de 19099 ktep, tendo de 1,9% face a 2005. Registou
gás natural e um aumento de 3,8% em electricidade.
Constata-se uma forte incidência dos sectores de Indústria e Transportes no peso do consumo final de energia comparativamente com os restantes sectores de actividade económica, tal como é visível na Figura 1
Figura
1.1.1 Sector Transportes
Portugal é o país da União Europeia onde é maior o peso do transporte rodoviário, no transporte total. Este modo de transporte é o mais caro e poluente, o que consequentemente faz agravar a ineficiência e a dependência energética nacional. Com a situação a
gasosas e com o crescimento do preço da energia é necessário aumentar significativamente o fortemente dependente de fontes primárias de origem fóssil (petróleo, gás natural e
Cada vez mais os instrumentos de política de ambiente afectam directa e indirectamente a produção e consumo de energia. Problemas ambientais como as chuvas ácidas, ozono troposférico e sobretudo alterações climáticas levam à adopção de políticas e medidas de carácter ambiental que promovem alterações como a substituição de fuelóleo ou carvão por gás natural na produção de electricidade; a redução do teor de enxofre nos produtos refinados e a melhoria da eficiência energética em diversos processos produtivos ao abrigo do comércio de
, em 2006, atingiu o valor de 19099 ktep, tendo-se verificado uma redução de 1,9% face a 2005. Registou-se uma diminuição do consumo de 5,1% de petróleo, de 2,5% d gás natural e um aumento de 3,8% em electricidade. (DGEG, 2008)
se uma forte incidência dos sectores de Indústria e Transportes no peso do consumo final de energia comparativamente com os restantes sectores de actividade económica,
1.2.
Figura 1.2 Energia Final por Sector. (DGEG, 2006)
Portugal é o país da União Europeia onde é maior o peso do transporte rodoviário, no transporte total. Este modo de transporte é o mais caro e poluente, o que consequentemente faz agravar a ineficiência e a dependência energética nacional. Com a situação a
e com o crescimento do preço da energia é necessário aumentar significativamente o fortemente dependente de fontes primárias de origem fóssil (petróleo, gás natural e carvão).
Cada vez mais os instrumentos de política de ambiente afectam directa e indirectamente a produção e consumo de energia. Problemas ambientais como as chuvas ácidas, ozono de políticas e medidas de carácter ambiental que promovem alterações como a substituição de fuelóleo ou carvão por gás natural na produção de electricidade; a redução do teor de enxofre nos produtos refinados e a os processos produtivos ao abrigo do comércio de
se verificado uma redução se uma diminuição do consumo de 5,1% de petróleo, de 2,5% de
se uma forte incidência dos sectores de Indústria e Transportes no peso do consumo final de energia comparativamente com os restantes sectores de actividade económica,
Portugal é o país da União Europeia onde é maior o peso do transporte rodoviário, no transporte total. Este modo de transporte é o mais caro e poluente, o que consequentemente faz agravar a ineficiência e a dependência energética nacional. Com a situação actual de emissões e com o crescimento do preço da energia é necessário aumentar significativamente o
investimento público no transporte ferroviário convencional, fluvial e marítimo de mercadorias, no transporte colectivo de passageiros e desenvolvimento de biocombustíveis.
Um dos melhores exemplos onde o transporte já está a ter substanciais melhorias, tanto na mobilidade como no consumo de energia, é o Metro do Porto e sua coordenação com os restantes meios. Nesta cidade, antes do Metro existir, cerca de 61% das pessoas circulavam de automóvel, 30% de autocarro e 9 % de comboio. O Porto tem graves problemas de mobilidade e, com o funcionamento da nova rede do Metro, 65,4% dos utentes do Metro foram conquistados aos outros transportes colectivos públicos tendo 23,6% tido proveniência no transporte individual. Cerca de 11.000 veículos automóveis deixaram de circular diariamente na área metropolitana do Porto, em consequência do aparecimento do Metro. Os benefícios sociais e ambientais decorrentes da operação da rede do Metro do Porto estão avaliados num valor superior a três biliões de euros (3.058.233 mil euros). Este é o impacto estimado no conjunto dos primeiros vinte e sete anos de funcionamento da rede (até 2030, portanto), e sem considerar ainda o efeito das linhas previstas para a Segunda Fase. (Estudo “Avaliação do Impacto Global da Primeira Fase do Metro do Porto”)
Uma outra solução aplicável ao sector dos transportes é a utilização de Biocombustíveis que são apontados como uma das soluções a curto prazo em termos de redução das emissões de GEE nos transportes. O mercado português, à semelhança do Europeu, é caracterizado por um elevado número de veículos a gasóleo (29% do consumo é em gasolina e 62% de gasóleo), ficando assim limitado o uso de Bioetanol e havendo uma procura muito maior de Biodiesel. O Biodiesel apresenta propriedades de combustão semelhantes às do actual gasóleo, proporciona redução de hidrocarbonetos e tem um conteúdo de enxofre muito inferior a todos os tipos de gasóleo existentes. O biodiesel puro produz 25% menos partículas e 40% menos hidrocarbonetos que o gasóleo de origem mineral. As emissões perigosas são também grandemente reduzidas e os testes mostram que uma mistura de 5% de biodiesel e 95% de gasóleo corrente reduz significativamente essas emissões.
1.1.2 Sector Doméstico
No sector doméstico, a água quente é utilizada essencialmente em duches e banhos de imersão, na lavagem de louça e roupa. Os equipamentos mais utilizados no aquecimento da água são os esquentadores e caldeiras murais a gás, e os termoacumuladores a gás e eléctricos. Estes aparelhos são responsáveis por cerca de 50% do consumo de energia neste sector, contribuindo com igual peso na factura energética mensal das famílias. A energia solar é um recurso endógeno gratuito que poderá ser aproveitado através da utilização de colectores
solares, proporcionando uma importante poupança para os seus utilizadores e contribuir para a redução das emissões de CO2.
Em finais de 2001, através da Resolução do Conselho de Ministros nº 154/2001, de 19 de Outubro, foi lançado o programa Eficiência Energética e Energias Endógenas, Programa E4, o qual reúne um conjunto de medidas para melhorar a eficiência energética e o aproveitamento das energias renováveis em Portugal, entre as quais a promoção do recurso a colectores solares para aquecimento de água, quer nos sectores residencial e serviços, quer na indústria: programa Água Quente Solar para Portugal (AQSpP). O subprograma "Água Quente Solar para Portugal", tem como meta alcançar um mercado sustentado de 150.000 m² de colectores instalados por ano e com um objectivo de 1 milhão de m2 instalados até 2010. (DGEG / IP-AQSpP, 2004)
Como resposta ao aumento gradual dos consumos de energia, nomeadamente ao nível dos edifícios, foi publicada a 4 de Janeiro de 2003 a Directiva Europeia 2002/91/CE, relativa ao desempenho energético dos edifícios. Na sequência desta Directiva, foi publicada a 4 de Abril de 2006 a nova versão do Regulamento das Características de Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE). Este novo regulamento consagra um modelo de certificação energética, com os objectivos, por um lado, de garantir que no final da construção os novos edifícios cumprem a legislação de eficiência energética em vigor e, por outro, de informar os consumidores sobre a qualidade térmica dos edifícios. A Regulamentação veio conferir grande importância à integração e utilização de sistemas baseados em energias renováveis, passando a ser obrigatória a instalação de painéis solares em novas construções, ou outras soluções renováveis, segundo a nova legislação. Os valores apontam para um metro quadrado por ocupante até ao limite de 50% da área de exposição solar. Esta lei pretende dar impulso ao Programa Água Quente Solar e ao objectivo de atingir um milhão de metros quadrados de painéis solares instalados até 2010. Com esta nova regulamentação pretende-se aumentar em mais 30% a eficiência energética dos edifícios.
1.1.3 Sector Industrial
Também ao nível da Indústria são necessárias medidas para diminuir o consumo energético que passam quer pelo aumento da eficiência energética, quer pelo aumento da utilização de energias renováveis e/ou alternativas. Surge assim o Decreto-Lei 58/82, de 26 de Fevereiro, que veio criar um quadro legal para a existência de regulamentação para as empresas ou instalações consumidoras intensivas de energia. Ao abrigo deste diploma foram publicadas duas portarias: Portaria 359/82, de 7 de Abril, 1º Regulamento de Gestão do Consumo de Energia (RGCE) e a
Portaria 228/90, de 27 de Março, Regulamento da Gestão do Consumo de Energia para o sector dos transportes. Entende-se como empresas ou instalações consumidoras intensivas de energia:
• No caso de empresas de transportes: consumo energético anual superior a 500 tep (cerca de 573 000 litros de gasóleo/ ano);
• No caso geral de empresas ou instalações, quando se verifique uma das seguintes situações:
Consumo energético anual superior a 1000 tep;
Instalação com equipamentos cuja soma dos consumos energéticos nominais exceda 0,500 tep/hora;
Instalação com pelo menos um equipamento cujo consumo energético nominal seja 0,300 tep/hora.
O Regulamento de Gestão do Consumo de Energia prevê 3 fases distintas: Auditoria Energética, Plano de Racionalização, e Monitorização e Controlo do Plano de racionalização. Cada ciclo de Gestão do Consumo de Energia tem um prazo de 5 anos, para o caso geral, e de 3 anos, no caso específico do sector dos transportes.
O conceito de Utilização Racional de Energia veio alterar decisivamente a forma de encarar a energia, demonstrando ser possível crescer sem aumentar os consumos ou afectar a qualidade da produção. A chave da questão é, portanto, haver uma boa gestão de energia de modo que esta seja gerida de uma forma contínua e eficaz, à semelhança de qualquer outro factor de produção. (BCSD, 2005)
Posteriormente a este primeiro RGCE surge há bem pouco tempo o Decreto-Lei 71/2008 de 15 de Abril, um diploma legal que regula o sistema de gestão dos consumos intensivos de energia (SGCIE) “com vista a compatibilizá-lo com as novas exigências ao nível das emissões
de gases de efeito estufa, com a revisão da fiscalidade do sector energético e com a necessidade de promover acordos para a utilização racional de energia.” (DL 71/2008)
O Decreto-Lei aplica-se às instalações consumidoras intensivas de energia (CIE) que passam a ser definidas como as instalações que no ano civil imediatamente anterior tenham tido um consumo energético superior a 500 toneladas equivalentes petróleo (500 tep/ano), com excepção das instalações de cogeração juridicamente autónomas dos respectivos consumidores de energia. Com base nos relatórios das auditorias, devem ser elaborados, por técnicos credenciados, Planos de Racionalização dos Consumo de Energia (PREn) e submetidos à ADENE para aprovação. O
PREn aprovado passa a designar-se por ARCE (Acordo de Racionalização dos Consumos de Energia). O não cumprimento das metas ou a não implementação das medidas definidas no ARCE, e nos casos em que no ano seguinte ao relatório final de execução o operador não recupere os desvios, implica o pagamento de coimas, e simultaneamente com a privação de subsídios ou benefícios concedidos por entidades públicas. As condições para a realização das auditorias energéticas passam a ser as seguintes:
Tabela 1.1 Condições de realização de auditorias energéticas segundo Decreto-Lei 71/2008 de 15 de Abril de 2008.
Consumos
Energéticos Periodicidade das auditorias 1ª Auditoria Metas a atingir Implementar nos primeiros 3 anos
≥1000 tep/ano 6 em 6 anos Até 4 meses após o registo Redução de 6% da intensidade energética; Manutenção das emissões de CO2.
Todas as medidas com retorno do investimento inferior a 5
anos
500 tep/ano até 1000 tep/ano
8 em 8 anos Até 1 ano após o registo Redução de 4% da intensidade energética; Manutenção das emissões de CO2.
Todas as medidas com retorno do investimento inferior a 3
anos
Os operadores de instalações abrangidas por um Acordo de Racionalização dos Consumos de Energia (ARCE) beneficiam dos seguintes incentivos à promoção da eficiência energética:
1. No caso de consumos inferiores a 1000 tep/ano - Ressarcimento de 50 % do custo das auditorias energéticas obrigatórias, até ao limite de 750€ e na medida das disponibilidades do fundo de eficiência energética existentes para o efeito, recuperáveis a partir do relatório de execução e progresso (REP) que verifique o cumprimento de pelo menos 50 % das medidas previstas no ARCE;
2. Ressarcimento de 25 % dos investimentos realizados em equipamentos e sistemas de gestão e monitorização dos consumos de energia até ao limite de € 10 000 e na medida das disponibilidades do fundo de eficiência energética existentes para o efeito.
No caso das instalações que consumam apenas gás natural como combustível e/ou energias renováveis, os limites previstos anteriormente são majorados em 25 % no caso das renováveis e 15 % no caso do gás natural.
Uma das hipóteses de utilização de energias renováveis na indústria é a actual tecnologia dos colectores solares que já permite a obtenção de calor a temperaturas entre 80º C e 250º C com um excelente rendimento. Em muitos processos industriais é necessário calor a estas temperaturas: produção de vapor, lavagem, secagem, destilação, pasteurização, etc.. A grande dimensão das instalações industriais permite a aplicação de sistemas de baixo custo com uma boa rentabilidade económica. Os campos de colectores solares podem ser integrados nas coberturas das naves industriais, ou instalados em terreno anexo disponível.
1.2
Objectivo
Este trabalho tem como objectivo primordial a diminuição da factura de energia
eléctrica e de produção de vapor e consequente diminuição de emissão de gases com efeito de estufa na empresa em estudo. Deste objectivo, podem derivar 4 objectivos de
orientação:
1. Quantificar o aproveitamento resultante do uso de energias renováveis para solução do problema primordial;
2. Quantificar o aproveitamento resultante da utilização de novas tecnologias (cogeração); 3. Melhorias de eficiência dos processos, para além daquelas referidas na auditoria
energética;
4. Análise da viabilidade financeira e ambiental.
1.3
Conteúdo da Tese
O presente trabalho encontra-se dividido em sete Capítulos, incluindo este de introdução e o último onde se apresentam as conclusões principais do trabalho e algumas propostas de trabalho futuro.
No capítulo dois analisa-se o consumo energético no sector industrial e consequente impacte ambiental proveniente dos diferentes tipos de emissões. É dada maior relevância às emissões gasosas, por forma a diminuir as mesmas, recorrendo a energias alternativas ou
renováveis, com o objectivo de dar cumprimento a metas nacionais definidas no Protocolo de Quioto.
O capítulo três, aborda o conceito e importância do papel das auditorias energéticas na indústria, considerando a energia como um factor de produção tão importante como o trabalho, o capital e as matérias-primas. A auditoria traduz-se num importante instrumento de apoio à gestão de energia de onde resultam medidas de racionalização energética que permitirão diminuir os consumos e, consequentemente, os custos.
No capítulo quatro é identificado o caso de estudo fazendo uma caracterização geral da empresa através da descrição das actividades desenvolvidas nas instalações, apresentação dos dados de produção e consumos específicos. São também descritas as medidas resultantes da auditoria energética realizada à empresa em 2007 e as medidas já implementadas pela empresa tendo em vista a minimização de impacte ambiental.
Para um melhor conhecimento dos consumos energéticos da empresa estes são especificados no capítulo cinco. É efectuada uma caracterização à factura energética actual através da análise das diferentes fontes de energia, energia eléctrica e thick fuelóleo. Faz-se também uma análise comparativa dos valores facultados pela empresa relativamente ao ano 2007/2008 verificando se os objectivos determinados na auditoria estão a ser cumpridos.
No capítulo seis são efectuados estudos de viabilidade económica e ambiental, recorrendo a energias renovável e alternativa. São descritas as tecnologias utilizadas bem como os cálculos efectuados e analisados os resultados obtidos.
Capítulo 2
2.
Energia na Indústria
Conteúdo do Capítulo
Cada vez mais as sociedades modernas estão dependentes deste bem tão importante e escasso que é a Energia. Contudo, a satisfação das nossas necessidades energéticas é feita à custa de energias convencionais como o petróleo, carvão e gás natural. Embora abundantes estas fontes de energia não são renováveis à escala humana, trazendo portanto consequências negativas para o meio ambiente. Surge então um novo conceito, designado por desenvolvimento sustentado. Este desenvolvimento consiste na utilização racional da energia e na satisfação das necessidades energéticas.
2.1
Introdução
A Energia, no seu processo de conversão/utilização, contribui com cerca de 2/3 do total das emissões de Gases de Efeito de Estufa (GEE) em Portugal. Dado que a energia é repartida pelos vários sectores de actividade torna-se necessário estabelecer medidas de actuação que conduzam à melhoria da sua eficiência energética de forma a moderar a actual tendência de crescimento dos consumos energéticos e, consequentemente, o nível das emissões dos GEE que lhes são inerentes.
Assim, na secção 2.2 irá discutir-se o consumo de energia no sector industrial. Este consumo tem inevitavelmente como consequência indesejável a emissão de poluentes.
Uma alternativa ao consumo convencional de energia, que não se traduz num aumento de emissões, é o recurso às energias alternativas. Embora estas últimas sejam baseadas em fontes de energia convencionais utilizam a mesma de forma mais eficiente.
2.2
Consumo de Energia no Sector Industrial
Em 2004 o sector industrial foi responsável por cerca de 29 por cento do consumo do petróleo e seus derivados em Portugal, devendo ter como principais prioridades a redução da intensidade e da dependência energéticas, que se apresentam cerca de 70 a 80 por cento superiores às da UE. (Programa de Actuação para Reduzir a Dependência de Portugal Face ao Petróleo, 2004)
Dada a situação actual será necessário recorrer a diferentes soluções que levem a uma menor dependência do exterior e a uma menor poluição do meio ambiente garantindo assim um desenvolvimento sustentável. O conceito de desenvolvimento sustentável surgiu no final do século XX, pela constatação de que o desenvolvimento económico também tem que levar em conta o equilíbrio ecológico e a preservação da qualidade de vida das populações humanas a nível global. A ideia de desenvolvimento sustentável tem por base o princípio de que o Homem deve gastar os recursos naturais de acordo com a capacidade de renovação desses recursos, de modo a evitar o seu esgotamento. (BCSD, 2005)
Normalmente, as indústrias necessitam para os seus processos industriais de energia eléctrica e energia térmica. Tipicamente estas indústrias recebem a energia eléctrica da rede nacional e utilizam o fuelóleo, a biomassa, o gás de petróleo liquefeito e, mais recentemente, em Portugal, o gás natural como fonte de energia térmica. Estas formas de energia são utilizadas para a geração de ar quente, água quente, vapor ou termofluído, sendo posteriormente efectuada a respectiva distribuição interna e utilização em permutadores de calor, para a transferência de energia. Esta utilização das fontes energéticas por vezes não é a mais eficiente, quer devido à forma como é processada a combustão, quer devido às enormes perdas provocadas pela própria distribuição.
Continua presente na mente de alguns industriais a ideia de que o crescimento económico acarreta necessariamente um aumento dos consumos de energia. O conceito de Utilização Racional de Energia, surgido no seguimento dos chamados choques petrolíferos, veio alterar decisivamente a forma de encarar a energia, demonstrando ser possível crescer sem aumentar os consumos ou afectar a qualidade da produção. A chave da questão designa-se gestão de energia. Como qualquer outro factor de produção, a energia deve ser gerida contínua e eficazmente. A
gestão de energia deve começar na fase de projecto das instalações e dos meios de produção de uma empresa, considerando a escolha de equipamentos e formas de energia a consumir, por exemplo, e acompanhar a actividade da empresa. (Gaspar, 2004)
A contribuição do sector privado para o desenvolvimento sustentável, passa também pelo uso racional e eco-eficiente dos recursos naturais e meio ambiente ao produzir produtos e serviços que satisfaçam as necessidades das gerações actuais sem comprometer as das gerações futuras. Na sua essência a eco-eficiência, é uma filosofia de gestão empresarial, que encoraja as empresas a tornarem-se mais competitivas, mais inovadoras e mais responsáveis ambientalmente.
A optimização energética tem sido um factor estratégico com um peso cada vez maior no desenvolvimento de equipamentos, sistemas e plantas industriais. Para muitos dos actuais processos produtivos, existem novas formas de utilização mais eficiente da energia, eliminando diversos factores intermédios, como é o caso da substituição de fluidos intermédios por queima directa, entre outras. De uma eficiente utilização da energia depende em muito a redução dos custos de exploração e das emissões gasosas nocivas para o meio ambiente.
Na análise dos impactes ambientais do sector eléctrico não se deve centrar apenas no estudo dos problemas ambientais originados durante a produção de electricidade, deve também considerar-se os impactes originados durante todo o ciclo de vida de uma determinada tecnologia de produção considerando as seguintes etapas: extracção de recursos, transporte, refinação/processamento de materiais, produção de equipamentos, construção das instalações, operação e desactivação. (Santos et al Martinho, 2001)
Existem empresas que prestam serviços de energia, (ESCO) muito trabalho consiste na gestão da energia do cliente através de uma abordagem integrada de todos os aspectos relacionados com a energia, incluindo não só a oferta, mas também os aspectos relacionados com a utilização. Os serviços de energia integram actividades como auditorias energéticas, implementação de medidas de utilização racional de energia, projecto e dimensionamento de sistemas de produção local de energia mais eficientes (sistemas de cogeração e de energias renováveis), manutenção de sistemas energéticos, leasing de equipamentos e financiamento de projectos. Numa das modalidades de financiamento – designada por financiamento por terceiros – utilizada para grandes investimentos, o utilizador pode não participar no investimento inicial, pagando ao longo do tempo com as poupanças obtidas. (BCSD, 2005)
Os motores eléctricos são de longe as cargas mais importantes na indústria e no sector terciário. A iluminação aparece como a carga mais importante no sector terciário, sendo na indústria a segunda carga mais relevante. Os motores eléctricos são utilizados numa vasta gama de aplicações, principalmente na movimentação de fluidos em bombas, compressores e
ventiladores. A grande importância dos motores eléctricos no consumo de electricidade verificado nas empresas e o aumento dos custos de energia, levou ao desenvolvimento dos designados "motores de alto rendimento". Estes motores, como o próprio nome indica, apresentam um rendimento e um factor de potência mais elevados que os motores tradicionais (standard). Os ganhos de eficiência com os motores de alto rendimento, vão desde 1% a 8%, de acordo com a potência do motor, o que se pode traduzir por importantes reduções do seu consumo eléctrico. (BCSD, 2005)
O tipo de iluminação deve ser determinado a partir das particularidades arquitectónicas do local. A quantidade e qualidade da iluminação obtidas num determinado espaço deverão ser baseadas em alguns requisitos, tais como: desempenho visual, conforto visual, agradabilidade e economia. Estes requisitos podem ser conseguidos pela escolha de lâmpadas e armaduras adequadas por forma a obter o nível de iluminação exigido, limitar o encandeamento, permitir uma boa restituição e, muito importante, obter um baixo consumo de energia eléctrica. Também o aproveitamento da iluminação natural, durante o período diurno, contribui de forma significativa para a poupança de energia tanto a nível de iluminação como nível de aquecimento.
Os Programas Motor Challenge e Greenlight são ambos programas voluntaristas da Comissão Europeia, que têm como objectivo ajudar as empresas a melhorar a eficiência energética dos sistemas accionados por motores eléctricos e dos sistemas de iluminação, respectivamente.
A produção descentralizada surge hoje como um importante vector de desenvolvimento dos sistemas de energia eléctrica nas Tabela 2.1e Tabela 2.2apresentam-se descriminados os impactes ambientais por fonte de energia. A produção descentralizada envolve meios de pequeno porte, usando energias renováveis (mini-hídrica, eólica, solar, geotérmica, biomassa, ondas e marés, resíduos urbanos ou industriais) ou micro turbinas, pilhas de combustível e motores alternativos produzindo electricidade, calor e frio – operados por produtores independentes, pelas empresas concessionárias, ou pelos consumidores finais.
Tabela 2.1 Quadro resumo de impactes ambientais por fonte de energia. C a t e g o r i a s d e i mp a c t e Te r m o e l é c t r i c a N u c le a r In c i n e r a ç ã o d e re sí d u o s M i n i - h í d r i c a s G ra n d e s A p r o v e i t a me n t o s A lt e r a ç õ e s C li má t i c a s A e xt r a c ç ã o , r e fin a ç ã o e so br e t u d o a q u e i ma d e c o mb u st ív e is fó s s e is g e r a m e m is sõ e s d e G E E ’s A i n c in e r a ç ã o d e r e s íd u o s g e r a e m is sõ e s d e C O2 A c i d i fi c a ç ã o c o mbu st ív e is fó ss e is g e r a m e m is sõ e s d e A r e f i n a ç ã o e so br e t u d o a q u e i ma d e S O 2 e N O x A i n c in e r a ç ã o g e r a e m is sõ e s d e S O2 e N O x, p a r a a lé m d e o u t ro s c o mp o st o s a c id i f ic a nt e s Po lu i ç ã o A t m o s f é ri c a Lo c a l A s a c t iv id a d e s d e e xt r a c ç ã o , t r a ns p o r t e e q u e i ma d e c o mbu st ív e is fó ss e is g e r a m e m is s ã o d e p a r t íc u la s A s in st a la ç õ e s d e i n c in e r a ç ã o e m it e m me t a is p e s a d o s e c o mp o st o s o r g â n ic o s t a is c o mo d io x in a s O zo n o T ro p o s f é ri c o O s ó x id o s d e a z o t o sã o p e r c u r so r e s d o o z o no t r o po s fé r ic o O s ó x id o s d e a z o t o sã o p e r c u r so r e s d o o z o no t r o po s fé r ic o F lu x o s H i d r o ló g i c o s r io s ; r e d u ç ã o d o s c a u d a is A lt e r a ç ã o d o r e g ime d o s A lt e r a ç ã o d o r e g ime d o s r io s ; r e d u ç ã o d e c a u d a is Po lu i ç ã o Lo c a li z a d a d e Á g u a s S u p e r f i c i a i s e S u b t e r r â n e a s E sc o r r ê nc ia s d e p o lu e nt e s na s a c t iv id a d e s d e e xt r a c ç ã o t r a n sp o r t e e r e fi n a ç ã o ; á g u a s d e r e fr ig e r a ç ã o P o lu iç ã o t é r m ic a e r a d io a c t iv a d a s á g u a s d e r e fr ig e r a ç ã o P o lu iç ã o t é r m ic a ; e f lu e nt e s d e p r o c e s so e S T G D e g r a d a ç ã o d a q u a l id a d e d a á g u a na a lb u fe ir a ( e u t r o f iz a ç ã o ) Pe r d a d e B i o d i v e r si d a d e A s e m is sõ e s r a d io a c t iv a s p o d e m a fe c t a r o r g a n is mo s v ivo s E fe it o s n e g a t ivo s so br e t u d o na s p o p u la ç õ e s d e p e i x e s ; i mp a c t e s c u mu la t ivo s E fe it o s n e g a t ivo s na s p o p u la ç õ e s d e p e ix e s ; su b me r sã o d e e c o s s ist e ma s t e r r e st r e s D e g r a d a ç ã o d o S o l o a r ma z e n a me nt o d e c o mbu st ív e is c a u s a m A e xt r a c ç ã o d e c a r v ã o e o d e g r a d a ç ã o e c o nt a m in a ç ã o d o so lo A e xt r a c ç ã o d e c o mbu st ív e is n u c le a r e s p r o vo c a d e g r a d a ç ã o d o so lo I nu n d a ç ã o d e á r e a s q u e p o d e m se r s ig n if ic a t iv a s ; r is c o d e s a l in iz a ç ã o d o s so lo s D e g r a d a ç ã o d e Zo n a s C o st e i r a s e Ec o s si st e ma s M a ri n h o s O t r a n sp o r t e d e c o mbu st ív e is fó s se is p r o vo c a c o nt a mi n a ç ã o d e e c o s s ist e ma s ma r in ho s R e d u ç ã o d o s s e d i me nt o s e nu t r ie nt e s t r a ns p o r t a d o s a u me nt a e r o sã o e d i m in u i p r o d u t iv id a d e D e p le ç ã o d e R e c u r so s A b i ó t i c o s O s c o mb u st ív e is fó s se is sã o r e c u r so s a b ió t ic o s nã o r e no v á ve is O s c o mb u st ív e is n u c le a r e s sã o r e c u r so s a b ió t ic o s n ã o r e no v á ve is R e sí d u o s S ó li d o s e Pe r i g o so s A r e f i n a ç ã o e q u e i ma d e c o mb u st ív e is fó s se is g e r a c in z a s e e sc ó r ia s r a d io a c t ivo s d u r a nt e a o p e r a ç ã o P r o d u ç ã o d e r e s íd u o s A i n c in e r a ç ã o g e r a c i n z a s e e s c ó r ia s S a ú d e H u ma n a R a d ia ç õ e s e m it id a s t ê m e fe it o s n a s a ú d e hu ma n a A c i d e n t e s G ra v e s P e r ig o d e e xp lo s ã o e in c ê n d io e m t o d a s a s fa se s U m a c id e nt e nu ma c e nt r a l n u c le a r p o d e t e r c o ns e q u ê n c ia s e xt r e ma me nt e g r a ve s. A u me nt o d a s is m ic id a d e ; p r o b a b i l id a d e d e o c o r r ê nc ia d e a c id e nt e s R i s c o s Q u í mi c o s
In t ru sã o V i su a l A s e st r u t u r a s a sso c ia d a s g e r a m i mp a c t e s v is u a is A s e st r u t u r a s a sso c ia d a s g e r a m i mp a c t e s v is u a is A s e st r u t u r a s a sso c ia d a s g e r a m i mp a c t e s v is u a is A lt e r a ç ã o v is u a l e m á r e a s n ã o p e r t u r ba d a s b a r r a g e m) ; e fe it o p o s it ivo a sso c ia d o a o I nt r u s ã o v is u a l d a s e st r u t u r a s ( e . g . e sp e lho d e á g u a R u í d o A c t iv id a d e s a s so c ia d a s p r o vo c a m a u me nt o d o s n ív e is d e r u íd o A c t iv id a d e s a s so c ia d a s p r o vo c a m a u me nt o d o s n ív e is d e r u íd o I mp a c t e s só c i o -e c o n ó m i c o s S u b me r sã o d e nú c le o s p o p u la c io n a is , v a lo r e s p a t r imo n ia is , e st r u t u r a s. N o va s o p o rt u n id a d e s d e u so ( e . g . r e c r e io )
C a t e g o r i a s d e i mp a c t e S o l a r Fo t o v o lt a i c a S o l a r Té r mi c a E l é c t ri c a Eó li c a B i o ma s sa G e o t é r m i c a T ra n sp o r t e e D i st r i b u i ç ã o
A lt e r a ç õ e s C li má t i c a s p r o c e s so int e n s ivo e m e n e r g ia A p r o d u ç ã o d a s c é lu la s é u m e nt a nt o nã o sã o c o nt a b i l iz a d a s E mis sõ e s d e G E E ’ s, q u e no p a r a a q u e c i me nt o g lo ba l L ib e r t a ç ã o d e G E E ’ s p a r a a a t mo s fe r a ( C O2 e C H4) P o d e m o c o r r e r e v e nt u a is fu g a s d e S F6 A c i d i fi c a ç ã o E mis sõ e s d e S O 2 e N O x n a q u e i ma E mis sõ e s d e g á s su l f íd r ic o e a mó n ia Po lu i ç ã o A t m o s f é ri c a Lo c a l E mis sõ e s d e p a r t íc u la s n a q u e i ma O zo n o T ro p o s f é ri c o E mis sõ e s d e N O x d u r a nt e a q u e i ma F lu x o s H i d ro ló g i c o s/ E sc a s se z d e á g u a A r e mo ç ã o d e v e g e t a ç ã o p o d e p r o vo c a r a lt e r a ç õ e s no e sc o a me nt o e in f i lt r a ç ã o R is c o d e d e sc id a d o s n ív e is fr e á t ic o s Po lu i ç ã o Lo c a li z a d a d e Á g u a s S u p e r f i c i a i s e S u b t e r r â n e a s D e sc a r g a a c id e nt a l d e f lu íd o s d e t r a n sp o r t e d e c a lo r p o d e c a u sa r p o lu iç ã o L ix i v ia ç ã o d e a g r o q u í m ic o s na p r o d u ç ã o d e b io ma s sa p o d e c a u sa r c o nt a m in a ç ã o e e u t r o fiz a ç ã o F lu íd o s h id r o t é r mic o s p o d e m c o nt a m in a r r e c u r so s su p e r f f ic ia is e s u bt e r r â ne o s D e r r r a me s a c id e nt a is d e ó le o s ( e ve nt u a l me nt e c o m P C B ’ s) e su b st â nc ia s t ó x ic a s Pe r d a d e B i o d i v e r si d a d e R is c o d e c o lis ã o d e a ve s c o m p á s d a s t u r b in a s D e st r u iç ã o d e ve g e t a ç ã o p a r a c u lt u r a s d e e n e r g ia e r e mo ç ã o d e r e s íd u o s flo r e st a is. L in h a s a é r e a s p r o vo c a m fr a g me nt a ç ã o d e ha b it a t s ; r isc o d e c o l is ã o d e a ve s D e g r a d a ç ã o d o S o l o E xt e n sa s á r e a s r e q u e r id a s, ma s a d m it i n d o a lg u n s u so s E xt e n sa s á r e a s r e q u e r id a s, a d m it i n d o a lg u n s u so s E xt e n sa s á r e a s r e q u e r id a s, ma s nã o c o mp le t a me nt e o c u p a d a s D e g r a d a ç ã o d o so lo p o r c u lt u r a s d e e n e r g ia ; r is c o d e e r o s ã o O c u p a ç ã o d e so lo p a r a a s in st a la ç õ e s I mp la nt a ç ã o d e c a bo s su bt e r r â n e o s D e g r a d a ç ã o d e Zo n a s C o st e i r a s e Ec o s si st e ma s M a ri n h o s R is c o s p a r a fa u n a e f lo r a ma r in h a q u a n d o o s f lu íd o s sã o d e s c a r r e g a d o s p a r a o ma r D e p le ç ã o d e R e c u r so s A b i ó t i c o s A lg u ma s c é lu la s u t il iz a m ma t e r ia is e s c a s so s Ma t e r ia is r e q u e r id o s p a r a fa b r ic o d a s c é lu la s R e sí d u o s S ó li d o s e Pe r i g o so s G e r a ç ã o d e r e s íd u o s p e r ig o so s na p r o d u ç ã o e d e s ma nt e la me nt o d a s c é lu la s R e s íd u o s p o t e n c ia l me nt e p e r ig o so s p r o d u z id o s no d e s ma nt e la me nt o C in z a s r e s u lt a nt e s d a c o mbu st ã o d e ve m t e r d e st ino a d e q u a d o S a ú d e H u ma n a L ib e r t a ç ã o p a r a a a t mo s fe r a d e c o mp o s t o s no c iv o s E fe it o s n a s a ú d e d e c a mp o s e le c t r o ma g né t ic o s A c i d e n t e s G ra v e s d e s a b a me nt o , r isc o d e e x p lo sã o e A u me nt o d o r isc o d e s is m ic id a d e R i s c o s Q u í mi c o s O s ma t e r ia is u t i l iz a d o s t ê m a lg u ma p e r ig o s id a d e F lu íd o s d e t r a ns p o r t e d e c a lo r p o d e m a p r e se nt a r a lg u ma p e r ig o s id a d e In t ru sã o V i su a l O s p a in e is so la r e s c o n st it u e m u ma e st r u t u r a e st r a n h a n a p a is a g e m P a in e is so la r e s e in st a la ç ã o c a u sa m i mp a c t e s v is u a is s ig n if ic a t ivo s A s t u r b in a s c o n st it u e m u m e le me nt o e st r a n ho n a p a is a g e m C u lt u r a s d e e n e r g ia t ê m i mp a c t e s i mp o r t a nt e s n a p a is a g e m E st r u t u r a s a s so c ia d a s ( p o st e s, c a bo s, e st a ç õ e s) c a u sa m in t r u s ã o v is u a l R u í d o O r u íd o p r o vo c a d o p e la o p e r a ç ã o p o d e se r u m fa c t o r li m it a nt e d a i mp le me nt a ç ã o N ív e is d e r u íd o r e le va nt e s na fa s e d e o p e r a ç ã o E fe it o d e c o r o a
As grandes centrais continuarão a existir, mas serão complementadas por instalações de produção distribuídas, isoladas ou integradas numa rede. Esta representa uma mais valia que naturalmente não pode ser posta em causa pela proliferação da produção descentralizada. Contudo, dada a maior proximidade aos consumidores, este tipo de produção vai de um modo geral aliviar a rede, reduzindo os substanciais investimentos necessários e mitigando os impactes ambientais negativos resultantes da respectiva expansão. (Paiva, 2002)
A utilização de energias renováveis e alternativas conjuntamente com um aumento de optimização energética irá melhorar o cenário representado na Figura 2.1, relativo ao ano de 2006, diminuindo assim a nossa dependência energética do exterior e permitir-nos-á alcançar os objectivos a que nos propusemos.
Figura 2.1 Valor dos Produtos de Petróleo Importados em 2006 (106€)
(Direcção-Geral de Energia e Geologia, Ministério da Economia e da Inovação,Nº. 22 - Abril de 2007)
2.3
Emissões na Indústria
A relação entre o sector industrial e o ambiente nem sempre tem sido fácil. Com efeito, a actividade industrial encontra-se inevitavelmente associada a uma certa degradação da qualidade do ambiente, uma vez que não existem processos de fabrico que sejam totalmente limpos. Os impactos ambientais decorrentes das emissões industriais variam com o tipo de indústria, matérias-primas utilizadas, produtos fabricados, substâncias produzidas e com os próprios processos de fabrico.
38,5 55,8 65,9 89 100,6 181,5 329,8 489,3 0 100 200 300 400 500 600 Gasolinas Auto Butano Asfaltos Lubrificantes Nafta Química Propano Fuelóleo Gasóleo
