Promoção do uso eficiente de água e energia em unidades de produção vitivínicola

FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA GEOGRÁFIA, GEOFÍSICA E ENERGIA

Promoção do uso eficiente de água e energia em unidades de

produção vitivinícola

Mónica Filipa Rosa Coelho

Mestrado Integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente

Dissertação orientada por:

Prof. Doutor Miguel Centeno Brito

Engenheiro João Luís Cardoso Lopes Barroso

A realização desta dissetação de mestrado resultou de incontáveis horas de trabalho e da colaboração de inúmeras pessoas. Como se trata do meu trabalho académico mais importante, não posso deixar de agradecer a quem me orientou e me ajudou durante todo o processo.

Primeiramente quero agradecer ao meu orientador, professor Miguel Brito, por todas as ideias e correções que me transmitiu.

Em segundo lugar, ao engenheiro João Barroso, que foi a ponte de parceria entre a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e a Comissão Vitivinícola Regional Alentejana e que permitiu a existência deste trabalho.

Não menos importante, ao Jorge Palha por toda a hospitalidade que me deu, aquando a visita à Herdade do Peso e claro, à Sogrape Vinhos, mais concretamente ao diretor Luís Simões pela possibilidade desta parceria.

À Herdade dos Grous e a Cortes de Cima – onde saliento os meus agradecimentos à Miriam Mascarenhas e ao Edgar Gomes, respetivamente – por terem aceite o meu pedido do estudo e caracterização das suas vinhas!

E também à professora Carla Silva por toda a prontidão e ajuda que me ofereceu.

Aos meus pais por me terem pago mais um ano de propinas e por me terem perguntado todos as semanas quando acabava a dissertação.

Um especial obrigado à minha irmã Joana, por ter lido a minha dissertação e por tanto me ter ajudado ao longo da minha vida.

Por último, mas não menos importante, ao Pedro, pelos anos partilhados na faculdade e por me ajudar a terminar este trabalho.

Resumo

Nos dias de hoje, a implementação de práticas sustentáveis tem vindo a ganhar visibilidade no mercado nacional e internacional. Sendo o setor vitivinícola um dos mais aderentes no meio agrícola. Existe assim, um aumento no interesse dos agentes económicos na diminuição do consumo de recursos que a produção de vinho acarreta, bem como nos impactos ambientais provocados pelo setor. Por estas razões foi criado o Plano de Sustentabilidade dos Vinhos do Alentejo (PSVA), pioneiro em Portugal, com a intenção de reduzir custos, aumentar a viabilidade económica do setor e incentivar melhores práticas na vinha e na adega.

Nesta dissertação foram analisadas três unidades vitivinícolas: Herdade do Peso, Herdade dos Grous e Casa Agrícola Cortes de Cima, com o objetivo de caracterizar os seus consumos anuais de água e energia, sobretudo na vinha. Foi também realizada uma análise comparativa dos consumos na adega. Concluindo que mais de 80 % do consumo total de água na produção de uva e vinho está associada à rega da vinha. Enquanto mais de 90 % dos custos totais associados ao consumo de energia elétrica, gásoleo e água por uma adega estão associados ao consumo de eletricidade pela mesma.

Foram abordadas algumas medidas de melhoria de sustentabilidade como a implementação de um sistema solar fotovoltaico ou a troca de contatores de água, que permitem mitigar os custos associados. De acordo com a amostra estudada, a pegada de carbono média – onde se teve em consideração as emissões associadas aos consumos de energia elétrica e gasóleo da vinha e da adega, à fermentação do mosto e a quantidade de CO2 que pode ser absorvida pelas videiras e pelo solo por unidade de uva produzida – uma unidade vitivinícola pode “reduzir” as emissões em 190 gramas de CO2 por litro de vinho produzido. Não se teve em consideração as emissões que acarretam a produção de garrafas de vidro e o transporte das mesmas até ao consumidor final.

Pretende-se ainda mostrar a valorização e os usos que os subprodutos vitivinícolas podem ter no mercado nacional e de que maneira ajudam na diminuição da pegada de carbono deste setor. Um dos resultados obtidos foi aquando a substituição da quantidade equivalente de gasolina pelo potencial de extração e fabrico de etanol através do bagaço de uva e das borras de vinho obtidas em toda a região do Alentejo, evitaria-se diretamente a emissão de pelo menos 40 toneladas de CO2 por ano.

Palavras-Chave: sustentabilidade, produção de vinho, vinha, pegada de carbono, subprodutos vitivinícolas.

Abstract

Nowadays, the implementation of sustainable practices has gained visibility in the national and international markets. The wine sector is one of the most adherent within the agricultural environment. There is thus an increase in the interest of economic agents in reducing the consumption of resources that wine production entails, as well as in the environmental impacts caused by the sector. For these reasons, Sustainability Plan for Alentejo Wines (SPAV) emerged as a pioneer in Portugal, with the intention of reducing costs, increasing the economic viability of the sector and encouraging better practices in the vineyard and wine cellar.

In this dissertation, three different farms were analyzed to characterize their annual water and energy consumption in the vineyard and cellar. Sustainability improvements such as the implementation of a photovoltaic system or the simple exchange of water contactors are suggested.

According to the sample studied, on average a wine-growing unit can reduce emissions by 190 grams of CO2 per liter of wine produced, not taking into account the emissions that lead to the production of glass bottles and the transport to the final consumer.

It is also show, in this dissertation, the valorization and the uses that the viticultures subproducts can have in the national market and in what way they can help reduce the footprint of carbon of this sector. For example, the annual ethanol extraction through grape marc and wine lees, obtained in the Alentejo region, can avoid on average the emission of at least 40 tons of CO2 when replaced by gasoline.

Índice

Agradecimentos ... i

Resumo ... iii

Abstract ... iv

Índice de Figuras ... viii

Índice de Tabelas ... ix Simbologia e Notações ... xi Capítulo 1 – Introdução ... 1 1.1. Motivação ... 1 1.2. Objetivos... 2 1.3. Estrutura da dissertação ... 3

Capítulo 2 – Planos de sustentabilidade vitivinicolas ... 5

2.1. Plano de Sustentabilidade dos Vinhos do Alentejo ... 5

2.2. California Sustainable Winegrowing Program ... 7

2.3. Certified Sustainable Wine of Chile ... 7

2.4. Sustainable Wine South Africa... 8

2.5. Entwine Australia ... 8 2.6. LIVE ... 9 Capítulo 3 – Métodos ... 11 3.1. Processos vitícolas ... 11 3.2. Levantamento de dados ... 12 3.3. Tratamento de dados ... 12

3.3.1. Indicadores económicos e ambientais ... 12

3.3.1.1. Consumo específico de água ... 13

3.3.1.2. Consumo específico de energia elétrica ... 13

3.3.1.3. Consumo específico de combustível ... 13

3.3.1.4. Emissões específicas de gases de efeito de estufa (GEE) ... 13

3.3.1.5. Consumo específico de energia ... 14

3.3.1.6. Custo específico ... 14

3.3.2. Outros indicadores ... 15

3.3.2.1. Volume de água ... 15

3.3.2.2. Número médio específico de videiras ... 15

3.3.2.3. Poupança anual no consumo de água para a rega ... 15

3.3.2.4. Eficiência de produção de vinho ... 15

3.3.2.5. Energia reativa ... 16

3.3.2.6. Custo total de energia ... 16

3.3.2.7. CO2 sequestrado pelas videiras ... 16

3.3.3.1. Implementação de um banco de condensadores ... 17

3.3.3.2. Implementação de um sistema fotovoltaico ... 18

3.3.4. Potencial dos subprodutos do setor vitivinícola ... 21

3.3.4.1. Potencial de produção de calor e energia elétrica ... 21

3.3.4.2. Potencial de produção de etanol ... 23

Capítulo 4 – Casos de estudo... 25

4.1. Herdade do Peso ... 25

4.1.1. Consumo de água ... 26

4.1.2. Consumo de eletricidade ... 30

4.1.2.1. Energia elétrica ativa ... 30

4.1.2.2. Energia elétrica reativa ... 32

4.1.3. Consumo de combustível ... 35

4.1.4. Emissões de CO2 ... 36

4.1.5. Consumos na adega ... 37

4.1.5.1. Consumo de água ... 37

4.1.5.2. Consumo de eletricidade ... 38

4.1.6. Indicadores económicos e ambientais ... 39

4.2. Herdade dos Grous ... 41

4.2.1. Consumo de água ... 41 4.2.2. Consumo de eletricidade ... 42 4.2.3. Consumo de combustível ... 43 4.2.4. Emissões de CO2 ... 44 4.2.5. Consumos na adega ... 45 4.2.5.1. Consumo de água ... 45 4.2.5.2. Consumo de eletricidade ... 47 4.2.5.3. Consumo de combustível ... 47 4.2.5.4. Emissões de CO2 ... 48

4.2.6. Indicadores económicos e ambientais ... 49

4.3. Casa Agrícola Cortes de Cima... 53

4.3.1. Consumo de água ... 53

4.3.2. Consumo de energia elétrica ... 54

4.3.3. Consumo de combustíveis ... 55 4.3.4. Emissões de CO2 ... 55 4.3.5. Consumos na adega ... 56 4.3.5.1. Consumo de água ... 56 4.3.5.2. Consumo de eletricidade ... 57 4.3.5.3. Consumo de combustível ... 58 4.3.5.4. Emissões de CO2 ... 59

4.3.6. Indicadores económicos e ambientais ... 60

Capítulo 5 – Estudo de medidas de melhoria no uso de energia ... 61

5.1. Banco de condensadores ... 61

5.2. Implementação de um sistema fotovoltaico ... 63

Capítulo 6 – Potencial dos subprodutos do setor vitivinícola... 67

6.1. Tipos de resíduos e diferentes usos ... 67

6.1.1. Engaço ... 67

6.1.2. Bagaço de uva ... 67

6.1.3. Borras de vinho ... 67

6.1.4. Diferentes usos ... 68

6.2. Casos de estudo ... 68

6.2.1. Cenário atual – referência ... 68

6.2.2. Potencial de produção de calor e energia elétrica ... 70

6.2.3. Potencial de produção de etanol ... 71

6.3. Alentejo ... 72

6.3.1. Potencial de produção de calor e energia elétrica ... 72

6.3.2. Potencial de produção de etanol ... 74

Capítulo 7 – Discussão e comparação de resultados ... 77

7.1. Consumo de água ... 77

7.2. Emissões de CO2 ... 79

7.3. Custo específico ... 81

7.4. Agregação de resultados de adegas ... 82

Capítulo 8 – Conclusões de Desenvolvimentos Futuros ... 84

Referências Bibliográficas ... 86 Anexo I ... 90 Anexo II ... 92 Anexo III ... 94 Anexo IV ... 96 Anexo V ... 98 Anexo VI ... 100

Índice de Figuras

Figura 1.1 - Consumo e produção de vinho em Portugal desde o ano 2000 a 2015. Dados: IVV. ... 1

Figura 1.2 - Produção total de vinho e respetiva área de vinha plantada em Portugal de 2000 a 2016. Dados: IVV. ... 2

Figura 2.1 - Produção anual dos principais produtores mundais de vinho entre os anos 2000 e 2015. Dados: IVV e OIV. ... 5

Figura 2.2 - Área total de vinha plantada no Alentejo desde 1989 a 2017. Dados: IVV (2018). ... 6

Figura 4.1 - Vinha da Herdade do Peso. ... 25

Figura 4.2 - Consumo de água anual dos anos de 2015 e 2016, na Herdade do Peso I. ... 27

Figura 4.3 - Precipitação acumulada para os meses de agosto a outubro, para os anos 2015 e 2015 e a média entre 2011 e 2016. Fonte: estação meteorológica da Herdade do Peso. ... 28

Figura 4.4 - Consumo anual de energia elétrica ativa para os anos de 2015 e 2016 (HP). ... 30

Figura 4.5 - Consumo percentual de eletricidade para os diferentes setores, em 2015 (HP). ... Figura 4.6 - Consumo percentual de eletricidade para os diferentes setores, em 2016 (HP). ... Figura 4.7 - Custo por unidade de energia elétrica e consumo mensal da mesma, para o ano de 2016 (HP). ... 31

Figura 4.8 - Energia elétrica reativa total consumida por mês (HP). ... 32

Figura 4.9 - Energias elétricas ativa e reativa consumidas pela central de bombagem por mês (HP). . 33

Figura 4.10 - Energias elétrica ativa e reativa consumidas pela central de filtragem por mês (HP). .... 33

Figura 4.11 - Consumo mensal de energia reativa por escalões, no ano de 2016 (HP). ... 35

Figura 4.12 - Emissões de CO2 equivalente provenientes do consumo de eletricidade ao longo do ano de 2016 (HP). ... 36

Figura 4.13 - Consumo mensal de água na adega, para os anos de 2015 e 2016 (HP). ... 38

Figura 4.14 - Consumo mensal de energia elétrica ativa na adega, para 2015 e 2016 (HP). ... 39

Figura 4.15 - Vinha da Herdade dos Grous. ... 41

Figura 4.16 - Consumo mensal de água para rega na vinha (HG). ... 42

Figura 4.17 - Consumo de energia elétrica na vinha (HG). ... 42

Figura 4.18 - Consumo energético por tipo de tarifa, por mês (HG). ... 43

Figura 4.19 - Consumo mensal de combustível na vinha, em 2016 (HG)... 44

Figura 4.20 - Emissões de CO2 por fonte de energia, provenientes da vinha em 2016 (HG). ... 45

Figura 4.21 - Consumo mensal de água na adega (HG). ... 46

Figura 4.22 - Volume de vinho engarrafado por mês, na adega (HG). ... 46

Figura 4.23 - Consumo de energia elétrica por mês, na adega (HG). ... 47

Figura 4.24 - Consumo de gasóleo por mês, na adega (HG). ... 48

Figura 4.25 - Emissões mensais de CO2 por tipo de fonte de energia e total de emissões acumuladas na adega (HG). ... 48

Figura 4.26 - Vinha de Cortes de Cima. ... 53

Figura 4.27 - Consumo mensal de água na vinha (CC). ... 54

Figura 4.28 - Consumo e produção de energia elétrica na vinha (CC)... 54

Figura 4.30 - Emissões de CO2 por tipo de fonte de energia, provenientes da vinha (CC). ... 56

Figura 4.31 - Consumo mensal de água na adega (CC). ... 57

Figura 4.32 - Consumo e produção do sistema FV 1 de energia elétrica na adega (CC). ... 57

Figura 4.33 - Consumo e produção do sistema FV 2 de energia elétrica na adega (CC). ... 58

Figura 4.34 - Consumo mensal de gasóleo na adega (CC). ... 59

Figura 4.35 - Emissões de CO2 por tipo de fonte de energia, provenientes da edega (CC). ... 60

Figura 7.1 - Consumo percentual de água na vinha, por mês, face ao consumo anual de cada agente económico. ... 78

Figura 7.2 - Consumos específicos de água tanto para a vinha, como adega, por agente económico em 2016. ... 79

Figura 7.3 - Emissões específicas de CO2 da vinha, adega e balanço total sequestro de CO2 para os diferentes agentes económicos. ... 80

Figura 7.4 - Custo específico da vinha e da adega, por agente económico, em 2016. ... 81

Índice de Tabelas

Tabela 3.2 - Ciclo semanal para todos os fornecimentos de eletricidade em Portugal Continental. ... 20

Tabela 3.3 - Custo de investimento de um sistema fotovoltaico em função da potência instalada. ... 21

Tabela 3.4 - Potencial do poder calorífico obtido na experiência. ... 22

Tabela 3.5 - Características físicas e químicas da gasolina e etanol. ... 24

Tabela 3.6 - Fatores de emissão de CO2 da gasolina e etanol, tendo em conta o ciclo de vida do produto. ... 24

Tabela 4.1 - Número de videiras, rega estimada e faturada na Herdade do Peso II. ... 26

Tabela 4.2 - Número de videiras, rega estimada e contabilizada na Herdade do Peso I. ... 26

Tabela 4.3 - Valores obtidos pela estação meteorológica da Herdade do Peso II. ... 27

Tabela 4.4 - Água gasta para tratamentos fitossanitários, herbicídias e inseticidas para a Herdade do Peso II. ... 28

Tabela 4.5 - Água gasta para tratamentos fitossanitários, herbicídias e inseticidas para a Herdade do Peso I. ... 29

Tabela 4.6 - Consumo anual de água gasto na vinha nos anos de 2015 e 2016 (HP). ... 29

Tabela 4.7 - Custo associado ao consumo de energia reativa por unidade... 34

Tabela 4.8 - Energia reativa total consumida, por escalões, em 2016 e custo total estimado da mesma (HP). ... 35

Tabela 4.9 - Consumo total de combustível e consumos específicos para os anos de 2015 e 2016 (HP). ... 35

Tabela 4.10 - Consumo de energia por tipo de fonte, para 2015 e 2016 (HP). ... 37

Tabela 4.11 - Emissões de CO2 por tipo de fonte energética, para 2015 e 2016 (HP). ... 37

Tabela 4.12 - Consumos específicos de água, energia elétrica, combustível, energia, emissões específicas de CO2 e custo específico tanto para a vinha, como para a adega, bem como o total da HP. ... 39

Tabela 4.13 - Consumos específicos de água, energia elétrica, combustível, energia, emissões específicas de CO2 e custo específico tanto para a vinha, como para a adega, bem como o total da HG.

... 49

Tabela 4.14 - Indicadores económicos e ambientais da adega dos Grous, para três períodos homólogos. 2014 e 2015 de acrodo com os resultados de Marta Mendonça e 2016 o presente trabalho. ... 50

Tabela 4.15 - Consumos específicos de água, energia elétrica, combustível, energia, emissões específicas de CO2 e custo específico tanto para a vinha, como para a adega, bem como o total da de CC... 60

Tabela 6.1 - Diferentes usos dos subprodutos vinícolas. ... 68

Tabela 6.2 - Produtos e subprodutos vinícolas obtidos por casa agente económico. ... 69

Tabela 6.3 - Quantidades médias obtidas por subproduto vinícola por hectolitro de vinho, por agente económico. ... 69

Tabela 6.4 - Consumo total de energia elétrica por agente aconómico, em 2016. ... 70

Tabela 6.5 - Potencial de produção de energias térmica e elétrica através dos subprodutos vinícolas, para os vários agentes económicos. ... 70

Tabela 6.6 - Consumo total de energia elétrica por agente económico e percentagem do consumo suprido pela produção de energia elétrica através dos resíduos vinícolas. ... 71

Tabela 6.7 - Potencial de produção de etanol por resíduo vinícola e agente económico. ... 71

Tabela 6.8 - Valores médios de resíduos vitivinícolas obtidos por hectolitro de vinho produzido. ... 72

Tabela 6.9 - Principais subprodutos vitivinícolas obtidos na região do Alentejo no ano de 2015. ... 72

Tabela 6.10 - Potencial de produção de energias térmica e elétrica através do bagaço de uva. ... 73

Tabela 6.11 - Consumo total de energia elétrica no Alentejo e pelo setor agrícola do Alentejo, bem como o consumo percentual suprido pelo potencial de produção da tabela (6.10). ... 73

Tabela 6.12 - Produção de energias térmica e elétrica através do engaço produzido na regiao do Alentejo em 2015. ... 73

Tabela 6.13 - Potencial de produção de etanol na região do Alentejo, através dos subprodutos vinícolas ... 74

Tabela 6.14 - Emissões de CO2 evitadas através da extração de etanol e substituição do mesmo por gasolina. ... 74

Tabela 7.1 - Consumo anual de água por hectare e respetiva poupança anual. ... 77

Tabela 7.2 - Uvas produzidas, emissões totais de CO2 e CO2 sequestrado para todas as herdades. ... 79

Simbologia e Notações

𝜑 Ângulo que se forma entre a potência ativa e a potência aparente (º)

CO2 Dióxido de carbono

η Eficiência

f Fator de emissões de CO2

β Inclinação (º)

AG Agente Económico

CVRA Comissão Vitivinícola Regional Alentejana

CC Cortes de Cima

DOC Denominação de Origem Controlada

IVV Instituto da Vinha e do Vinho

HP Herdade do Peso

HG Herdade dos Grous

OIV Organização Internacional da Vinha e do Vinho PSVA Plano de Sustentabilidade dos Vinhos do Alentejo

PCI Poder calorífico inferior

Capítulo 1 – Introdução

1.1. Motivação

O sector vitivinícola tem vindo a desenvolver-se de ano para ano, tanto a nível nacional como internacional. Como resultado, Portugal apresenta-se atualmente como um dos maiores produtores e consumidores de vinho, a nível mundial. Como podemos constatar pela figura (1.1), entre 2000 e 2015 os portugueses consumiram, em média, 4,8 milhões de hectolitros (hl) de vinho por ano, sendo que 2007 e 2009 foram os anos de menor consumo (4,5 milhões de hl) e 2003 o ano de maior consumo de vinho (cerca de 5,3 milhões de hl). Portugal ocupava, assim, em 2015, o 12º lugar mundial no ranking do consumo anual de vinho [1].

Analisando novamente a figura (1.1), conclui-se que como produtor, Portugal é autossustentável, ou seja, produz mais vinho do que aquele que consome: em média, entre 2000 e 2015, foram produzidos 6,7 milhões de hectolitros por ano [2], garantindo o 11º lugar em 2015 a nível mundial [3].

Entre 2015 e 2016 Portugal exportou cerca de 45% do vinho que produziu, o que resultou em aproximadamente 730 milhões de euros [4]. É, portanto, fácil de perceber que a vitivinicultura é um sector de grande importância para a economia nacional.

Segundo os Vinhos de Portugal, em 2016, devido a consequências das alterações climáticas, a produção mundial de vinho desceu 5% [5], face a 2015, sendo que Portugal foi ainda mais prejudicado, com uma descida de 15 % - cerca de 1 milhão de hectolitros a menos produzidos [2].

Os vinhos do Alentejo têm aumentado a sua contribuição a nível nacional: enquanto em 2000 representavam apenas cerca de 7% da produção nacional, atualmente representam 18% da produção total [2]. Devido a este desenvolvimento do setor vitivinícola, nesta região, nas últimas décadas, surgiu, em 1989, a Comissão Vitivinícola Regional do Alentejo (CVRA) com o objetivo de certificar, controlar e proteger os vinhos DOC (Denominação de Origem Controlada) Alentejo e os vinhos Regional Alentejo [6].

Figura 1.1 - Consumo e produção de vinho em Portugal desde o ano 2000 a 2015. Dados: IVV [1], [2].

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2000 2005 2010 2015 Vo lum e de v inh o ( m ilh õ es de hect o litr o s)

Consumo e produção de vinho em Portugal de

2000-2015

Consumo Produção

Por estes motivos, tem havido um aumento no interesse dos agentes económicos face à melhoria da qualidade dos vinhos, ao consumo de recursos que esta produção acarreta, bem como os impactos ambientais provocados pelo setor. Surgiu, assim, o Plano de Sustentabilidade dos Vinhos do Alentejo (PSVA), desenvolvido pela CVRA, cujos principais objetivos visam: reduzir custos e aumentar a viabilidade económica; responder a preocupações sociais; melhorar a qualidade e competitividade do produto final; incentivar a proatividade em relação a preocupações ambientais; e incentivar melhores práticas na vinha e na adega. Este plano é pioneiro em Portugal, gratuito e de adesão voluntária [7], [8]. Na figura (1.2) pode se observar que a área total de vinha tem vindo a diminuir nos últimos seis anos, enquanto a produção se tem mantido, mais ou menos, constante. Isto pode dever-se à aplicação de melhores práticas na vinha e adega e também à melhoria da eficiência durante todo o processo. É de salientar que a área de vinha está representada no eixo principal, enquanto a produção de vinho a nível continental está representada no eixo secundário.

Figura 1.2 - Produção total de vinho e respetiva área de vinha plantada em Portugal continental de 2000 a 2016. Dados: IVV [2], [9].

Esta dissertação insere-se numa colaboração entre a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e a CVRA, que já conta com três anos, de onde já resultaram variadas dissertações sobre a análise do desempenho energético e consumo de água de um conjunto de adegas. Neste trabalho a análise é alargada especialmente às vinhas de outras três diferentes herdades.

1.2. Objetivos

Esta dissertação de mestrado tem como objetivo a caracterização do uso de água e energia em unidades de produção vitivinícola, sendo este trabalho direcionado em mais detalhe para a vinha. Este estudo foi realizado em parceria com a Herdade do Peso, a Herdade dos Grous e a Casa Agrícola Cortes de Cima, que representam o microclima do Alentejo e aproximandamente 2 % da produção anual de vinho do Alentejo. Pretende-se alargar a avaliação do consumo de energia e de água na adega, ao processo integrado de vinha mais adega. Assim um dos objetivos é caraterizar os consumos de recursos na

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 50 000 100 000 150 000 200 000 250 000 300 000 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 Vo lum e de v inh o ( m ilh õ es hl) Áre a ( ha )

Evolução da Produção de Vinho vs. Área de

Vinha em Portugal Continental

produção de uva: como eletricidade e combustível gastos por todo o tipo de maquinarias usadas na vinha; o consumo de água despendido na rega; entre outros. Posteriormente, comparar os consumos por unidade de vinho produzido entre as vinhas e respetivas adegas, de modo a perceber onde estão alocados os maiores gastos monetários, energéticos e de recursos hídricos.

Também é importante fazer uma pequena análise de possíveis medidas de minimização dos custos associados, tendo em conta a viabilidade económica e de implementação. As duas principais medidas de melhoria estudas foram apenas direcionadas para a Herdade do Peso, uma vez que é a única que não possui qualquer sistema de produção de energia elétrica através de fonte renovável.

Outra parte do estudo foca-se no potencial dos resíduos vitivinícolas, para a produção de energia elétrica ou de biocombustíveis. Passando a análise primeiramente pelos três casos de estudo e, posteriormente, pelo Alentejo. O objetivo é dimensionar o setor vitivinícola do Alentejo, de modo a entender se os subprodutos vitivinícolas poderiam ter outros usos, se têm impacto significativo no consumo energético do mesmo e por último, analisar o potencial de CO2 sequestrado pelas videiras, para os três agentes económicos e para o Alentejo.

1.3. Estrutura da dissertação

A presente dissertação apresenta sete capítulos e inúmeros subcapítulos, onde será estudado o tema. O primeiro capítulo, é constituído, pela motivação e introdução adjacente a esta dissertação e pela identificação dos objetivos que se pretendem obter.

No segundo capítulo são detalhados organizações e países, que já colocam em prática planos de sustentabilidade vitivinícolas, em prol de um mercado mais competitivo e de vinho de melhor qualidade, não desprezando nunca o meio ambiente.

Seguidamente, no terceiro capítulo são detalhados os métodos utilizados para analisar os consumos de água e energia nas diferentes herdades em questão. Desde os processos vitícolas (relacionados com a produção da uva) e levantamento de dados até ao tratamento dos dados adquiridos.

No quarto capítulo são esmiuçados os casos de estudo analisados: Herdade do Peso, Herdade dos Grous e Casa Agrícola Cortes de Cima. Através dos dados recolhidos e outras informações providenciadas pelos respetivos agentes económicos, são apresentados para cada caso de estudo os vários tipos de consumo.

Posteriormente, no quinto capítulo é analisado o consumo de eletricidade da Herdade do Peso, com o intuito de elaborar um estudo de medidas que se poderão implementar para diminuir os custos associados e a pegada de carbono.

O sexto capítulo analisa o potencial dos resíduos do setor vitivinícola, através da análise dos diferentes tipos e fins para cada um. Este estudo tem presente os vários potenciais de produção de calor, eletricidade e etanol para os casos de estudo (as três herdades) e para o panorama geral do Alentejo. No sétimo capítulo é realizada uma discussão e comparação dos resultados obtidos entre as três diferentes unidades vitivinícolas e ainda uma compilação dos resultados obtidos em auditorias energéticas a variadas adegas, ao longo dos últimos 3 anos, pelos meus colegas de curso.

No último capítulo é feita uma discussão e comparação extensiva sobre os resultados e consumos obtidos ao longo desta dissertação. Para terminar, é completado pelas conclusões a aferir sobre a dissertação e sugestões para trabalhos futuros.

Capítulo 2 – Planos de sustentabilidade vitivinicolas

Atualmente existem várias iniciativas semelhantes ao Plano de Sustentabilidade dos Vinhos do Alentejo. Alguns dos planos que se seguem foram concebidos por países onde a produção de vinho é bastante recente, comparativamente com alguns países europeus. Pela figura (2.1), podemos constatar que os principais produtores mundiais são Itália, França e Espanha - países europeus. Contudo, países como Estados Unidos da América, Austrália e África do Sul foram os primeiros a inserir o conceito de sustentabilidade na produção de vinho, desde a vinha até à adega. Por essa razão vão ser caraterizados alguns desses planos neste capítulo.

Figura 2.1 - Produção anual dos principais produtores mundais de vinho entre os anos 2000 e 2015. Dados: IVV e OIV [10].

2.1. Plano de Sustentabilidade dos Vinhos do Alentejo

A CVRA foi criada em 1989 com a intenção de apoiar, certificar, controlar e proteger os vinhos do Alentejo [6]. Observando a figura (2.2), entre 1989 e 1999, houve um aumento da área total de vinha na região do Alentejo de apenas 2000 hectares. Na década seguinte a área total de vinha mais do que duplicou. Foi apenas ao fim de 10 anos da criação desta comissão (em 1999) que se iniciou o maior desenvolvimento da produção vitícola, abrandando o seu ritmo entre 2003 e 2004. A CVRA proporcionou então um aumento significativo da integração dos vinhos do Alentejo no mercado nacional e internacional ao longo de mais de duas décadas [6].

0 10 20 30 40 50 60 70 Vo lum e de v inh o ( m ilh õ es de hl)

Principais produtores mundiais de vinho

2000 2015

Figura 2.2 - Área total de vinha plantada no Alentejo desde 1989 a 2017. Dados: IVV (2018) [9].

Devido também ao aumento do consumo de vinho de melhor qualidade e ao aumento das preocupações ambientais, houve também a necessidade de desenvolver o Plano de Sustentabilidade dos Vinhos do Alentejo (PSVA). Este plano foi implementado em 2013/2014 [11], em Portugal, tendo sido o primeiro e único até ao momento. Foi implementado com o intuito de proporcionar aos membros um instrumento que lhes permita avaliar e comparar o desenvolvimento das suas atividades. Oferece medidas de melhores práticas na vinha e na adega, de modo a aumentar a competitividade e a sustentabilidade dos vinhos do Alentejo. Este plano tem também, como ambição, a produção de uvas e vinho de alta qualidade e de forma economicamente viável. Por outro lado, visa a proteção do meio ambiente, tanto da flora como da fauna [7].

Atualmente o PSVA conta com a adesão de 302 membros voluntários, abrangendo aproximadamente 15.041 hectares, por outras palavras mais de 60 % da área total de vinha da região do Alentejo [8]. O PSVA tem como missão o desenvolvimento do espírito de colaboração entre os viticultores e os produtores de vinho; providenciar aos mesmos incentivos suficientes, de modo a que estes invistam tempo e recursos, em soluções inovadores, com proveitos económicos, socias e ambientais; estimular a investigação e eco inovação; formar e educar, transmitindo a maior quantidade de conhecimento existente e, por fim, divulgar ao público a produção sustentável da região vitivinícola alentejana, de modo a obter reconhecimento e valorização para os Vinhos do Alentejo [8].

Este plano está organizado em três setores: viticultura, adega e viticultura e adega. A partir dos quais foram desenvolvidos, os chamados Capítulos de Intervenção Primária, sendo 11 no total. Os membros podem, assim, realizar uma autoavaliação, de acordo com os critérios de cada capítulo, obtendo posteriormente uma pontuação para a Categoria Geral de Sustentabilidade - Pré Inicial, Inicial, Intermédio e Desenvolvido. Após atingida a pontuação máxima a esta categoria, tornar-se-ão disponíveis os Capítulos de Intervenção Secundária, aplicando a mesma metodologia de autoavaliação. A partir do momento que os membros da PSVA atingirem a Categoria Final de Desenvolvimento, a CVRA procederá a uma verificação, de forma a garantir a credibilidade do projeto e o reconhecimento em sustentabilidade no processo produtivo [8].

O PSVA não é único no mundo, tendo sido inspirado noutros planos semelhantes em que se destaca o California Sustainable Winegrowing Program (SWP).

0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 1989 1993 1997 2001 2005 2009 2013 2017 Áre a t o ta l de v inh a ( ha )

Vinhos do Alentejo

2.2. California Sustainable Winegrowing Program

California Sustainable Winegrowing Alliance (CSWA) é sedeada em São Francisco, sendo uma organização sem fins lucrativos. Esta organização foi constituída em 2013 e concebida pela Wine Institute e California Association of Winegrape Growers (CAWG) com o objetivo de promover os benefícios de uma produção de vinho sustentável. Contudo, foi em janeiro de 2001 que criaram Sustainable Winegrowing Program. Estas duas organizações desenvolveram então, nessa altura, o California Code of Sustainable Winegrowing Workbook, de modo a fornecerem uma ferramenta para viticultores e agricultores. Cabe a estes avaliarem as suas práticas e aprenderem a melhorar a sua sustentabilidade. Wine Institute e CAWG formaram então, em 2013, a Califórnia Sustainable Winegrowing Alliance, para auxiliar a implementação do programa. Estas organizações continuam a promover práticas vitivinícolas sustentáveis que beneficiem o ambiente, a comunidade e, ao mesmo tempo, que favoreçam a produção de uvas e de vinho de alta qualidade [12].

Uma das missões deste programa é a aplicação voluntária das práticas sustentáveis, por toda a comunidade vitivinícola. Por outro lado, existe a realização de eventos educacionais cruciais, onde se transmitem e trocam conhecimentos sobre a participação ativa, entre produtores de vinho e/ou viticultores, em todas as fases do processo [13].

Este programa é caraterizado por um conjunto de valores de sustentabilidade: produzir melhor qualidade de uvas e vinho possível; ajudar a proteção do meio ambiente e conservação dos recursos naturais; manter a viabilidade, a longo prazo, das terras agrícolas; apoiar o bem-estar económico e social de todos os funcionários ligados à vitivinicultura; respeitar e comunicar com os vizinhos e membros da comunidade; ajudar as comunidades locais através da criação de emprego e do apoio a empresas locais; e por fim apoiar a investigação e a educação, bem como acompanhar e avaliar a práticas existentes, acelerando as melhorias contínuas [13].

Anualmente, os membros têm que realizar uma autoavaliação, que é posteriormente verificada por auditores. Certos requisitos – práticas na vinha e/ou adega – têm que ser cumpridos de modo a obterem a certificação: os agentes económicos precisam medir constantemente o consumo de água e nitrogénio nas vinhas, enquanto nas adegas precisam medir os consumos de água, energia e emissões de gases com efeito de estufa (GEE). Depois de três anos, existe uma revisão de auditoria, de modo a certificar o membro, caso seja o caso, com Certified California Sustainable Winegrowing [14].

2.3. Certified Sustainable Wine of Chile

Em janeiro de 2013, o Sustainability Code começou a ser avaliado em três diferentes áreas: verde, vermelha e laranja, direcionadas para vinha, adega e parte corporativa, respetivamente. O código está enquadrado numa visão a longo prazo, baseada em princípios ambientais, equidade social e viabilidade económica [15].

Os produtores de vinho e viticultores devem-se familiarizar e implementar código de sustentabilidade, pelo menos 3 meses antes da certificação [15]. Através do cumprimento dos requisitos presentes no código, os agentes económicos entram para o sistema de certificação, sendo que podem demonstrar a sua capacidade de minimizar os potenciais riscos sociais e ambientais, relacionados com todas as atividades ligadas à produção de vinho. O código também é aplicável a produtores de vinho (adegas individuais), só viticultores ou empresas de engarrafamento, por exemplo [16].

Independentemente do tipo de empresa, o código de sustentabilidade deve auxiliar o planeamento, implementação, operação e manutenção de um sistema direcionado para a produção vitivinícola de forma sustentável. Deve também referir medidas para minimizar os potenciais impactos ambientais, resultantes do processo de produção de vinho; desenvolver e/ou fortalecer as relações de trabalho dentro da empresa, tanto como melhorar a comunicação entre os produtores de vinho com os clientes, fornecedores ou outras partes interessadas, durante todo o processo. Por último, é necessário que os agentes económicos continuem a melhorar para obter ou manter a certificação [16].

Atualmente existem 61 membros com certificação em sustentabilidade em produção de vinho no Chile [17].

2.4. Sustainable Wine South Africa

Sustainable Wine South Africa (SWSA) resulta de uma parceria entre Wine and Spirit Board (WSB), Integrated Production of Wine (IPW), Biodiversity & Wine Initiative (BWI) e Wines of South Africa (WOSA). Em conjunto estas organizações estão a impulsionar o compromisso do setor vitivinícola sul-africano, para uma produção sustentável e ecológica, sendo que cada uma opera em diferentes áreas. IPW também é um programa voluntário de sustentabilidade ambiental. Este foi implementado em 1998, tendo como tarefa o apoio da aplicação dos princípios da produção integrada1 _{no cultivo de uvas e na} produção de vinho; realização do registo de vinhas, onde são cultivadas as uvas destinadas à produção integrada de vinho e das adegas responsáveis, pela mesma; e por último assegurar que todos os rótulos utilizados, segundo o IPW, são bem aplicados. De modo a estabelecer uma maior confiança para com os consumidores a certificação é realizada pela WSB.

O programa IPW consiste num conjunto de princípios a que os agentes económicos têm de seguir: o período de retenção de produtos agroquímicos não pode ser excedido; não podem ser utilizados produtos químicos não registados; resíduos não autorizados não podem estar presentes nas uvas; devem ser introduzidos predadores naturais nas vinhas; é necessário a avaliação dos impactos ambientais, aquando o uso de solo virgem, bem como o cumprimento de toda a legislação; tratamento de águas residuais; e por último, é essencial tratar de todos os aspetos relacionados com a saúde e segurança no trabalho. O cumprimento destas diretrizes é avaliado anualmente através da realização de uma autoavaliação, que será objeto de auditoria [18].

2.5. Entwine Australia

Entwine Australia (EA) é um programa de sustentabilidade dirigido a toda a indústria vitivinícola australiana. Hoje em dia, a produção sustentável de uvas e vinho é cada vez mais utilizada, por isso este programa foi criado com o objetivo de apoiar os produtores de uva e vinho e enólogos, demonstrando práticas sustentáveis na vinha e adega com viabilidade económica. O EA foi desenvolvido pela

1 _{“A produção integrada é um sistema agrícola de produção de produtos agrícolas e géneros alimentícios de}

qualidade, baseado em boas práticas agrícolas, com gestão racional dos recursos naturais e privilegiando a utilização dos mecanismos de regulação natural em substituição de fatores de produção, contribuindo, deste modo, para uma agricultura sustentável.”, Direção-Geral de Agricultura e Desenvolvimento Rural:

Winemakers' Federation of Australia (WFA), com o apoio do governo australiano em 2009. Como todos os outros programas anteriormente referidos, este também é de cariz voluntário. Baseia-se no conhecimento e experiência desenvolvidos pela Australian Wine Research Institute, durante mais de 90 anos [19], [20].

Atualmente existem três tipos de membros: certified member, member e associate member. O primeiro tipo participa no programa de certificação aprovado pela EA e sujeita-se a uma auditoria de três em três anos à vinha e/ou adega do agente económico em causa (ou mesmo indústria de engarrafamento). Um member também participa no programa de certificação aprovado pela EA e tem que apresentar um relatório anual com todos os consumos detalhados e a pegada carbónica e, por último realizar uma autoavaliação online. Por último, um associate member apenas necessita de apresentar um relatório anual à EA (parte comum a todos os membros). Esta afiliação pode ocorrer durante um período máximo de dois anos, tendo que depois passar de associate member para member, caso o programa envolvido seja aprovado e certificado [21].

2.6. LIVE

O LIVE surgiu em 1999 com o objetivo de apoiar o desenvolvimento vitivinícola sustentável e responsável, de modo a preservar o mais possível o meio ambiente, beneficiar a sociedade, através da certificação de terceiros e disponibilização de informação. Este programa tem os mesmos princípios que os anteriormente referidos: preservação dos recursos naturais e humanos do setor vitivinícola.

Esta organização certifica viticultores e produtores de vinho, dos estados a noroeste dos Estados Unidos da América como: Oregon, Washington e Idaho. Atualmente é constituída por 321 vinhas e 41 adegas, perfazendo um total de 2940 hectares [22].

Anualmente cada membro tem que completar uma autoavaliação, uma lista sobre as suas práticas e apresentar um relatório, com um conjunto de documentos. Cabe depois a auditores da LIVE verificarem, de três em três anos, se todos os objetivos estão a ser atingidos e se as boas práticas sustentáveis estão a ser aplicadas [23].

Para além disso, a LIVE fornece uma lista de pesticidas conhecidos por causar graves ameaças às comunidades de salmões e a outro tipo de vida aquática, com o intuito de preservar tanto a fauna como a flora da região [24].

Capítulo 3 – Métodos

Este estudo tem como fim avaliar e caraterizar o desempenho de diferentes vinhas, a partir do consumo de água e energia. Por conseguinte, foi necessário realizar um levantamento de dados através de uma visita ao local, quando possível, de modo a perceber melhor as condições existentes e os processos relacionados com a vitivinicultura. Sendo assim, esta parte do estudo está divido em três etapas: levantamento de dados, o seu tratamento com a obtenção de resultados e proposta de medidas de melhoria. Deste modo é importante descrever e detalhar os métodos utilizados para o tratamento de dados e obtenção de resultados. Onde por exemplo, nas medidas de racionalização de utilização energia, é necessário calcular a viabilidade de implementação, investimento e tempo de retorno financeiro. Por último estão descritos os métodos tidos em conta para o cálculo do potencial dos resíduos do setor vitivinícola como biomassa ou mesmo, para a produção de biocombustíveis na zona do Alentejo e para as herdades em questão.

3.1. Processos vitícolas

A vitivinicultura é o conjunto dos processos relacionados com a viticultura e a vinicultura. Viticultura corresponde à produção de uvas e consequentemente cultivo de vinhas, enquanto vinicultura refere-se à fase de elaboração do vinho.

A viticultura é representada por um ciclo anual bastante definido. Sendo que este começa em outubro/novembro e termina em setembro/outubro. Considerando uma vinha em produção, o primeiro processo a ser realizado é a poda, que é nem mais nem menos cortar a rama inútil ou seca das videiras. Este procedimento é efetuado durante aproximadamente 4 meses (de novembro a fevereiro por exemplo) sempre que necessário. O segundo processo é a enxertia – este resulta da colocação de parte de uma planta noutra – e não é necessário ser realizada todos os anos. De seguida pode se proceder à plantação de retanchas, ou seja, replantar partes de videiras (normalmente velhas) para aumentar a área de vinha ou substituição da mesma. Entre maio e julho são realizadas análises de solo e/ou foliar, de modo a corrigir o solo a partir de adubações. Caso haja carência de certos nutrientes tanto no solo como na vinha, são efetuadas fertilizações. Estas correções podem ser realizadas durante todo o ano, exceto na altura da vindima. De modo a vinha não adquirir pragas e ervas indesejadas são aplicados tratamentos fitossanitários, inseticidas e herbicidas. No caso da Herdade do Peso são realizados cinco a seis vezes por ano. Em fevereiro inicia-se a mobilização do solo e arranjos na vinha, onde se define as entrelinhas e o tipo de cobertura do solo – vegetação espontânea, com vegetação semeada, ambas ou mobilização mínima da linha. Entre abril e agosto podem ser realizadas operações em verde que servem para eliminar excessos de ramos da videira, proporcionando melhores condições de crescimento e maturação aos cachos de uvas. Dependendo da localização da herdade, tipo de castas e fatores meteorológicos existe o período de rega que normalmente é iniciado entre abril e junho, terminando em meados de setembro ou outubro, antes ou depois da vindima (dependendo mais uma vez dos fatores anteriormente referidos). O último processo do ano agrícola é então a vindima, que pode ocorrer entre agosto e setembro, onde se procede à apanha da uva.

3.2. Levantamento de dados

No caso da Herdade do Peso a maior parte dos dados foram recolhidas no local, com visita às instalações da vinha e adega, tendo por base os anos 2015 e 2016. Os dados estão organizados por anos e foram contabilizados em ficheiros Excel, com a exceção dos valores referentes à rega, que também estão disponíveis em papel (com o número de horas de rega por dia e por sector). Nas restantes herdades os dados foram disponibilizados em ficheiros Excel ou por faturas, referentes a 2016.

Segue-se uma lista dos dados necessários para o estudo em questão:

• Consumo da água geralmente em metros cúbicos por mês (associada por exemplo a: rega, limpeza de viaturas, tratamentos agrícolas, entre outros);

• Consumo de energia elétrica em kWh por mês (por exemplo: bombas elétricas, armazéns agrícolas, centrais de filtragem de água);

• Consumo de combustível, em litros (gasóleo em todos os casos de estudo); • Área da vinha (em hectares);

• Produção em litros ou metros cúbicos de vinho;

• Custos totais associados aos consumos de água e fontes de energia.

No caso das respetivas adegas, os dados foram todos disponibilizados via e-mail e segue-se a lista dos mesmos:

• Consumo de água em litros ou metros cúbicos por mês (por exemplo: limpeza de tanques); • Consumo de eletricidade em kWh por mês (para climatização e refrigeração, máquinas, etc.); • Consumo de combustíveis em litros(caso exista);

• Custos totais respetivos associados aos consumos de água e fontes de energia.

3.3. Tratamento de dados

No tratamento de resultados estão caraterizados metodologicamente os indicadores económicos e ambientais. Posteriormente encontram-se os métodos de outros indicadores utilizados ao longo da dissertação. Por último estão descritos os métodos para a anásile de medidas de melhoria para implementação na vinha e o potencial do uso dos subprodutos vitivinícolas como energia e biocombustíveis (líquidos).

3.3.1. Indicadores económicos e ambientais

De modo a tratar todos os dados de igual modo foi escolhido um conjunto de 6 indicadores energéticos, ambientais e económicos, tendo 2016 como ano base. Três deles calculam-se de forma direta e simples e os restantes requerem mais cálculos. Todos os indicadores foram calculados tanto para as vinhas como

para as instalações das adegas e têm como objetivo facilitar a comparação entre vinhas, adegas e vinhas e adegas.

3.3.1.1. Consumo específico de água

O consumo específico de água corresponde ao quociente entre o consumo total anual de água e a produção anual de vinho equação (3.1). O consumo de água foi contabilizado a partir de contadores de água ou estimativas e anotações realizadas por trabalhadores na vinha, ou através de faturas mensais, trimestrais, etc. Por outro lado, é possível calcular o consumo de água por unidade de área equação (3.2), que é calculado através do quociente entre o consumo anual de água e a área total da vinha regada.

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 á𝑔𝑢𝑎 [ 𝑙 𝑙] = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒á𝑔𝑢𝑎 [𝑙] 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 [𝑙] (3.1) ou 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 [ 𝑙 ℎ𝑎] = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒á𝑔𝑢𝑎[𝑙] Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑛ℎ𝑎 [ℎ𝑎] (3.2)

3.3.1.2. Consumo específico de energia elétrica

O consumo específico de energia elétrica é calculado através da divisão entre consumo anual de energia elétrica e a produção anual de vinho equação (3.3). Onde o consumo de energia elétrico é garantido pela rede ou por sistema FV. Em todos os casos foram fornecidas faturas mensais de modo a calcular o consumo de energia elétrica anual.

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎[ 𝑘𝑊ℎ

𝑙 ] =

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 [𝑘𝑊ℎ]

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 [𝑙] (3.3)

3.3.1.3. Consumo específico de combustível

O consumo específico de combustível (em todos os casos gasóleo verde) resulta do quociente entre o consumo anual de gasóleo e a produção anual de vinho equação (3.4). Os valores de consumo de combustível foram fornecidos por ficheiros Excel, em formato mensal ou anual.

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑔𝑎𝑠ó𝑙𝑒𝑜 [ 𝑙 𝑙] =

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑔𝑎𝑠ó𝑙𝑒𝑜 [𝑙]

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 [𝑙] (3.4)

3.3.1.4. Emissões específicas de dióxido de carbono

Este indicador é calculado através do quociente entre a soma das emissões de CO2 resultantes da combustão de gasóleo com as emissões de CO2 resultantes da produção (ou consumo) de energia elétrica e a produção anual de vinho equação (3.5). No caso da Herdade do Peso as emissões inerentes ao consumo de eletricidade na vinha estão expressas nas faturas mensais. Relativamente aos restantes agentes económicos teve-se em conta o valor médio de emissões de CO2 por unidade de energia elétrica

de Portugal [25], de modo a comparar de forma mais justa todas as herdades. Logicamente também é necessário ter em conta a produção de eletricidade através de painéis fotovoltaicos, que é o caso da Herdade dos Grous e de Cortes de Cima – evitando assim emissões de CO2. Para este caso teve-se em conta o balanço anual entre energia consumida e energia produzida através dum sistema fotovoltaico, sendo que as emissões de CO2 podem ser negativas se o balanço anual for negativo (ou seja produção maior que consumo). As emissões de CO2 por combustão de gasóleo são calculados a partir da equação (3.6), cujo fator de emissão de CO2 é de 2,7 kg/l de gasóleo; com densidade de 850 g/l e 3,2 kg de CO2/kg de gasóleo [26]. 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑠õ𝑒𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝐺𝐸𝐸 [𝑔_𝑙] = 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑠õ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝑂_{𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 [𝑙]}2𝑔𝑎𝑠ó𝑙𝑒𝑜+ 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑠õ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝑂2𝑒𝑙𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 [𝑔] (3.5) onde 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑠õ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝑂_{2𝑔𝑎𝑠ó𝑙𝑒𝑜} [𝑘𝑔] = 2,7 [𝑘𝑔 𝐶𝑂2 𝑙𝑔𝑎𝑠ó𝑙𝑒𝑜] . 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜𝑔𝑎𝑠ó𝑙𝑒𝑜[𝑙] (3.6) e 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑠õ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝑂_{2𝑒𝑙𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒} [𝑘𝑔] = 0,369 [𝑘𝑔 𝐶𝑂2 𝑘𝑊ℎ𝑒] . 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜𝑒𝑙𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒[𝑘𝑊ℎ𝑒] (3.7)

3.3.1.5. Consumo específico de energia

O consumo específico de energia resulta do quociente entre a soma da energia equivalente do combustível consumido com a energia elétrica consumida e a produção de vinho anual (equação 3.8). A energia elétrica anual consumida é igual ao valor utilizado na equação (3.3), uma vez que a unidade está em quilowatt horas. Contudo a energia equivalente do combustível queimado necessita ser calculada (equação 3.9). Para tal usa-se um valor de referência aproximada para a poder calorífico (neste caso inferior) do gasóleo de 42 MJ/kg ou 35,7 MJ/l ou 9,9 kWh/l [26].

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 [𝑘𝑊ℎ_𝑙 ] = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡í𝑣𝑒𝑙 _{𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 [𝑙]}[𝑘𝑊ℎ𝑒𝑞.]+𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 [𝑘𝑊ℎ𝑒] (3.8) onde 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡í𝑣𝑒𝑙 [𝑘𝑊ℎ𝑒𝑞] = 9,9 [ 𝑘𝑊ℎ_𝑒𝑞 𝑙𝑔𝑎𝑠ó𝑙𝑒𝑜] . 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜𝑔𝑎𝑠ó𝑙𝑒𝑜[𝑙] (3.9)

3.3.1.6. Custo específico

O custo específico calcula-se através da divisão entre a soma de todos os custos associados aos consumos de água, energia e combustível e a respetiva produção anual de vinho (equação 3.10). Não estão associados custos de mão de obra, investimento de maquinarias, produtos agrícolas, etc.

𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 [€_𝑙] = 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜𝑒𝑙𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒_{𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 [𝑙]}+𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜á𝑔𝑢𝑎+𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡í𝑣𝑒𝑙 [€] (3.10)

Este custo específico poderá ser negativo se em vez de haver um custo de eletricidade existir um rendimento (lucro), ou seja, quando a produção de eletricidade através de um sistema fotovoltaico for

muito maior que o consumo de eletricidade anual e o lucro anual for superior ao custo anual de água e combustível consumidos.

3.3.2. Outros indicadores

3.3.2.1. Volume de água

O volume de água calcula-se, neste caso de estudo, a partir do produto entre o caudal volúmico de água e o tempo de rega que esteve ativo (equação 3.11). O consumo total corresponde ao somatório de todos os consumos de água por setor.

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 [𝑚3] = ∑ 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙𝑠𝑒𝑡𝑜𝑟[ 𝑚3

ℎ] 𝑥 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 [ℎ]

𝑠𝑒𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 (3.11)

3.3.2.2. Número médio específico de videiras

O número específico de videiras por hectare é calculado unicamente para um caso de estudo – da Herdade do Peso. Uma vez que foi o único que forneceu os caudais associados a cada setor de rega (gota a gota) e quantidade aproximada O número específico de videiras por hectare é dado pelo quociente entre o caudal volúmico de cada válvula e o caudal volúmico por videira dividido pela área total do respetivo setor (equação 3.12).

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 [𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 ℎ𝑎 ] = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙𝑠𝑒𝑡𝑜𝑟 [𝑚3_ℎ] 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙𝑣𝑖𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎 [𝑚3_ℎ ] 𝑥 1 Á𝑟𝑒𝑎𝑠𝑒𝑡𝑜𝑟 [ℎ𝑎] (3.12)

em que o caudal para a videira é 2 l/h.

3.3.2.3. Poupança anual no consumo de água para a rega

Segundo a Portaria n.º 50/2015, Artigo n.º 23, alínea d) [27], a poupança nos consumos anuais de rega face ao valor de referência tabelado nas dotações de rega calcula-se através da equação (3.13):

𝑃𝑜𝑢𝑝𝑎𝑛ç𝑎 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 [%] = (1 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙𝑎𝑑𝑜 [

𝑚3 ℎ𝑎]

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑎 ℎ𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒 [𝑚3_ℎ𝑎]

) × 100 (3.13)

em que o valor referência tabelado para a vinha com o objetivo de produzir vinho é de 3028 m3_/ha.

3.3.2.4. Eficiência de produção de vinho

A eficiência da produção de vinho pode ser calculada através do quociente entre produção anual de vinho e produção anual de uva (equação 3.14). Obtendo assim a quantidade de vinho produzido (em litros) com um quilograma de uvas.

𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎 [𝐿𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜

𝑘𝑔𝑢𝑣𝑎] =

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 [𝐿]

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑢𝑣𝑎𝑠 [𝑘𝑔] (3.14)

3.3.2.5. Energia reativa

A energia reativa pode-se calcular de variadas maneiras. A mais comum é a partir do fator de potência (cos φ), fornecido normalmente numa fatura de eletricidade. Para este estudo é importante para a análise da implementação de um banco de condensadores. A energia reativa é igual ao produto entre a energia ativa e a tangente de φ, dada pela equação (3.15):

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 [𝑘𝑉𝐴𝑟ℎ] = 𝑡𝑎𝑛 𝜑 . 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 [𝑘𝑊ℎ] (3.15)

em que: 𝑡𝑎𝑛 𝜑 = 𝑠𝑒𝑛 𝜑

𝑐𝑜𝑠 𝜑 (3.16);

𝑠𝑒𝑛 𝜑 = √1 − 𝑐𝑜𝑠2_{𝜑 (3.17).}

3.3.2.6. Custo total de energia

O custo total (em EUR) de energia é calculado através do produto entre a quantidade de energia gasta e o preço unitário da mesma, dada pela equação (3.18):

𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎[€] = 𝐸 [𝑘𝑊ℎ]. 𝑐 [ €

𝑘𝑊ℎ] (3.18)

3.3.2.7. CO

sequestrado pelas videiras

Em 2009 foi realizado um estudo por Geert-Jan van der Zanden, para a vinha De Martino, no Chile, com o título “The truth about CO2 emissions in the wine industry” [28]. G. Zanden concluiu potenciais

valores de redução de CO2 por unidade de uva produzida, tendo em conta: CO2 total sequestrado, emissão de CO2 pela biomassa e CO2 emitido durante o processo de fermentação do mosto.

A tabela seguinte (3.1) representa esses valores finais, para valores de Brix2 _{iguais a 21 (ou seja, com} potencial alcoométrico de 12,2 %) e a 25 (com potencial alcoométrico de 15,1 %). O volume de álcool dos vinhos comuns de mesa varia entre 11,5 e 14,5 %, sendo semelhante ao intervalo do estudo.

2 _{“Uma medida do teor de açúcar de uvas, mosto e vinho, indicando o grau de amadurecimento das uvas na}

colheita. A maioria das uvas de vinho de mesa são colhidas entre 21 e 25 Brix.” Disponível em:

Tabela 3.1 - Potencial de redução de CO2 por quilograma de uva produzida.

Brix médio 21 25

CO2 sequestrado (kg/kguvas) - 0,79 - 0,94

Emissões CO2 por biomassa (kg/kguvas) 0,45 0,53

Emissões de CO2 no processo de fermentação (kg/kguvas) 0,1 0,1

Balanço (kg CO2/kguvas) - 0,24 - 0,31

Valor médio (kg CO2/kguvas) - 0,275

Tirando partido do valor médio de reduções de CO2 por quilograma de uva produzida, é possível calcular o potencial de CO2 sequestrado a partir da produção anual de uvas, pelas diferentes unidades vitivinícolas. Como a Herdade do Peso não forneceu a quantidade de uvas colhidas ou produzidas, foi necessário fazer uma aproximação à mesma. O artigo 9.º da Portaria n.º 296/2010 diz que “o rendimento máximo por hectare das vinhas destinadas aos vinhos e produtos vitivinícolas com direito à DO «Alentejo» é fixado em 8.500 kg ou 65 hl para o vinho tinto e 10.000 kg ou 75 hl para o vinho branco.” O que significa que a eficiência de produção de vinho deve ser no máximo 76,5 e 75,0 hl de vinho por 100 kg de uva, para vinho tinto e branco, respetivamente. Mais uma vez, para uma análise sobrevalorizada, é possível calcular a quantidade aproximada de uvas produzidas (equação 3.19), através do coeficiente de vinificação máximo de 76,5 hl por 100 kg de uvas:

𝑄𝑢𝑣𝑎𝑠 [𝑘𝑔] = 𝑐𝑣𝑖𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎çã𝑜 [ ℎ𝑙

𝑘𝑔] . 𝑄𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 [ℎ𝑙] (3.19)

onde 𝑐𝑣𝑖𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎çã𝑜 é igual a 76,5 hl/kg e 𝑄𝑣𝑖𝑛ℎ𝑜 corresponde à quantidade de vinho produzido por uma

terminada unidade de produção vitivinícola ou região.

A quantidade aproximada de CO2 captado pelas videiras e solo, num ano, é dado pelo produto entre a quantidade de uvas produzidas e o valor médio de CO2 sequestrado por unidade de uva (equação 3.20):

𝐶𝑂2_{𝑠𝑒𝑞𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜}[𝑘𝑔] = 𝑄𝑢𝑣𝑎𝑠 [𝑘𝑔] . 𝑆̅̅̅̅̅̅ [𝐶𝑂₂ 𝑘𝑔 𝐶𝑂₂

𝑘𝑔 𝑢𝑣𝑎] (3.20)

onde 𝑆̅̅̅̅̅̅ é igual a 0,275. 𝐶𝑂₂

3.3.3. Estudo de medidas de melhoria no uso de energia

Neste subcapítulo são abordados os métodos de duas medidas de implementação para reduzir o consumo de energia elétrica e, por sua vez, os custos associados à produção de vinho.

3.3.3.1. Implementação de um banco de condensadores

A instalação de um banco de condensadores é uma medida de melhoria bastante simples e de baixo investimento inicial, que pode permitir uma poupança anual na fatura da eletricidade por vezes bastante significativa. A instalação de um banco de condensadores compensa o fator de potência, neste caso permite o aumento do mesmo (onde o valor ideal é 1), diminuindo assim a energia reativa consumida.

Pode ainda ter outras vantagens como: diminuição das perdas por efeito de Joule, diminuição da potência contratada, aumento da eficiência energética, melhor qualidade de energia, redução da emissão de CO2, logo maior sustentabilidade energética e ambiental, entre outras.

Para uma melhor utilização da rede elétrica nacional (REN) por parte dos clientes, existe um custo associado ao consumo de energia reativa que está divido por 3 escalões. Para valores de energia reativa consumida iguais ou inferiores a 30 % do consumo total da energia ativa, não existem taxas sobre este consumo. Contudo para valores superiores a 30 % da energia ativa ou fator de potência inferior a 0,95, a energia reativa passa a ser paga (ou taxada) [29].

A energia reativa é por vezes imprescindível ao funcionamento de determinadas máquinas, motores, entre outros. A energia reativa é necessária para produzir um fluxo magnético enquanto a energia ativa é consumida e transformada em trabalho (energia útil). Contudo para um melhor uso da REN, a energia reativa tanto capacitiva (consumida pelos consumidores) como indutiva (fornecida à rede pelos consumidores), deve ser a menor possível a circular na REN, de modo a circular mais energia ativa. Deste modo a implementação de um banco de condensadores permite aumentar o fator de potência para pelo menos 0,95. Sabendo que 0,95 é o valor para o fator de potência para o qual a energia reativa consumida não é taxada é possível calcular a potência necessária a instalar do banco de condensadores (Qc). Sabendo o fator de potência (cos φ) médio anual é possível calcular-se a tan φ, que deve ser inferior a 0,3. Então a potência a instalar é dada pela expressão seguinte (equação 3.21) [30]:

𝑄𝑐[𝑘𝑉𝐴𝑟] = 𝑃𝑐 [𝑘𝑉𝐴] . (𝑡𝑎𝑛 𝜑1− 𝑡𝑎𝑛 𝜑2) (3.21)

onde 𝑃𝑐 é igual à potência contratada; 𝑡𝑎𝑛 𝜑1 é igual à tangente média anual de Fi (φ) e 𝑡𝑎𝑛 𝜑2 é igual

a 0,3, uma vez que é o valor máximo admitido sem faturação de consumo de energia reativa.

De seguida é possível escolher o banco de condensadores mais adequado à implementação em estudo e respetivos custos de investimento. A partir do catálogo da RTR Energia é possível escolher variados conjuntos de condensadores.

Feito o dimensionamento e calculado o investimento inicial, é possível calcular o período de retorno simples (PRS) do mesmo, segundo o Despacho n.º 15793-L/2013 da publicação n.º 234/2013, onde não se tem em consideração “custos financeiros, nem efeitos de inflação” [31]. O PRS é então dado pela equação (3.22):

𝑃𝑅𝑆 [𝑎𝑛𝑜𝑠] = 𝐶 [€]

𝑃 [ €

𝑎𝑛𝑜]

(3.22)

onde o valor de 𝐶 é igual ao investimento inicial total e 𝑃 corresponde à poupança anual depois da implementação da nova tecnologia. Neste caso, determinada com base em valores médios, sendo apenas uma aproximação, uma vez que as faturas elétricas não foram fornecidas.

3.3.3.2. Implementação de um sistema fotovoltaico

Para a implementação de um sistema fotovoltaico (FV) é necessário o estudo do diagrama de carga do agente económico em questão. Este estudo foi apenas realizado para a Herdade do Peso, dado que é o único agente económicosem produção de energia elétrica por meio de energias renováveis.

Primeiramente é necessário dimensionar o sistema FV, de modo a calcular o investimento inicial, a poupança anual e, consequentemente, o período de retorno simples a partir da equação (3.20). É

estritamente importante ter em consideração os Decretos-Lei n.os _{363/2007, 34/2011, 153/2014, tendo} em consideração as alterações entradas em vigor mais recentes para unidades de micro e miniprodução. Os pontos mais importantes a ter em conta e que foram empregados neste estudo de implementação são: i. Uma unidade de miniprodução de eletricidade tem uma potência máxima de ligação à rede de 250

kW (Artigo 1.º, Decreto-Lei n.º 34/2011);

ii. Uma unidade de microprodução de eletricidade tem uma potência máxima de ligação à rede de 3,68 kW, ou no caso dos condomínios de 11,04 kW (Artigo n.º 9, Decreto-Lei n.º 363/2007);

iii. A miniprodução não pode exceder 50 % da potência contratada para consumo com o comercializador (Artigo n.º 3, Decreto-Lei n.º 34/2011);

iv. A energia consumida na instalação de utilização seja igual ou superior a 50 % da energia produzida pela unidade de miniprodução (Artigo n.º 3, Decreto-Lei n.º 34/2011);

v. A eletricidade vendida é limitada a 2,6 e 2,4 MWh/ano, no caso de energia solar e eólica, para unidades de miniprodução e microprodução, respetivamente (artigos 11º dos Decretos-Lei n.os 34/2011 e 363/2007, respetivamente);

vi. Por último a tarifa a aplicar à venda de energia elétrica, com fonte primária de energia solar, pelo pequeno produtor é de:

I. Microprodução (Artigo 11.º, Decreto-Lei n.º 363/2007):

i) A tarifa é aplicável durante um total de 15 anos, subdivididos em dois períodos, o primeiro com a duração de 8 anos e o segundo com a duração dos restantes 7 anos;

ii) A tarifa de referência é fixada em € 400/MWh para o primeiro período e em € 240/MWh para o segundo período, sendo o valor de ambas as tarifas sucessivamente reduzido anualmente em € 20/MWh.

II. Miniprodução (Artigo 11.º, Decreto-Lei 34/2011):

i) A tarifa aplicável vigora durante um período de 15 anos;

ii) A tarifa referência é fixada em € 250/MWh, sendo a mesma sucessivamente reduzida anualmente em 7 %.

De seguida procede-se ao dimensionamento do sistema FV, definindo o local de instalação (valor input), onde se utiliza a ferramenta e base de dados da Comissão Europeia: Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) [32]. O PVGIS permite calcular para um sistema FV de 1 kWp, constituído por células de silício cristalino e com perdas padrão de 14 %, com terminada inclinação, a energia produzida pelo sistema diária e/ou mensalmente (resultados output, dados pelo PVGIS).

Para dimensionar o sistema é importante averiguar a potência pico de cada mês necessária para satisfazer a necessidade energética, durante o dia. O horário contratado pelo agente económico, para alta tensão (AT), é o ciclo semanal que está divido conforme a tabela seguinte (3.2):