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Cláudio MonteiroFEUP / [email protected]
Oportunidades de eficiência energética na indústria
31 de Maio de 2011, Porto
A eficiência energética é um recurso …
Como avaliar esse recurso ?
A eficiência energética é um produto…
Como medir esse produto ?
A eficiência energética é um negócio …
Como verificar o que foi contratado ?
Formalização contratual de contratos de eficiência, tais como contratos de desempenho energético no âmbito do
programa ECO-AP
Monitorização da execução de programas de eficiência e metas nacionais Fundo para a Eficiência Energética, no âmbito do PNAEE SGCIE – obrigação de cumprir metas Projectos PPEC – garantir a eficácia não só a implementação Mini-geração – articulado com as medidas de eficiência
Mercado de certificados brancos Ideia adoptado no âmbito ECO-AP, mas deveria ser mais ambiciosa … Conceito para vender eficiência certificada Permite regular e monitorizar as estratégias nacionais de eficiência
Provar poupanças junto do cliente
Detectar desvios anómalos e alteração da condições contratualizadas
Ajustar consumos para alteração de variáveis de envolvente e de produção
Apresentar garantias para conseguir soluções de financiamento da eficiência
Certificar as poupanças
“Medição & Verificação (M&V) é um procedimento de
utilização de medições para determinar correctamente a
poupança real conseguida numa instalação individual
resultante da aplicação de MRE”
Ref: IPMVP Vol I, 2007, Secção 9
A M&V é uma ciência em desenvolvimento, embora as práticas comuns de M&V se encontrem fundamentadas em protocolos como:
▪ IPMVP (o mais utilizado)
▪ ASHRAE Guideline 14
▪ US DOE FEMP M&V Guide for US government buildings
▪ Australian Best Practice Guide – baseado no IPMVP
▪ ISO 50001 - Energy Management Standard – integra aspectos de M&V mas é mais abrangente
Geralmente são necessários documentos e guias específicos com procedimentos mais detalhados e adaptados à situação. Alguns países adaptam os princípios destes protocolos às suas realidades.
Apresenta uma estrutura e define termos usados na
determinação da „poupança‟ após a implementação de um
projecto.
Especifica os tópicos a ser abordados num Plano de
M&V para um projecto específico.
Permite flexibilidade na criação de Planos de M&V,
aderindo aos princípios da: precisão, exaustividade,
conservadorismo, consistência, relevância e
transparência.
Introdução 8
Protocolos
M&V, Financiamento
Formação, Certificação
A Certificação (CMVP) é feita em conjunto com a Association of
Energy Engineers
Construir uma comunidade, Promover a Eficiência
Subscrever serviços através do endereço www.evo-world.org: boletim
informativo, blog, biblioteca, descontos, acesso prévio a documentos
públicos
Parcerias mundiais para comunicação, formação e desenvolvimento
Poupança é a negação do consumo de energia
Não vemos o que não usamos
Não podemos medir directamente o que não usamos
No entanto podemos medir:
Diferenças relativamente ao consumo anterior (referência interna)
Diferenças relativamente a a outros consumidores do mesmo tipo (referência externa)
Completo – considerar todos os efeitos, medir os mais significativos
Conservador – apresentar a poupança mais pessimista
Consistente – entre diferentes situações de aplicação, usar metodologia standardizadas
Preciso – tanto quanto o orçamento permita
Relevante – focar-se na medição do(s) parâmetros(s) chave seleccionado(s) do desempenho energético
Transparente – divulgação completa evitando subjectividade na interpretação
Integro – baseado em indicadores energético, evitar critérios económicos ou ambientais
O custo da M&V varia entre 3% e 10% do valor do investimento no projecto de eficiência
Entidade reguladora e fiscalizadora responsável pelo protocolo e procedimentos
responsável pela credenciação de entidades e profissionais
ESCO responsável pelo desempenho das medidas
responsável por garantir nível de serviço energético
responsável pelo acompanhamento e manutenção
responsável pela M&V
Operador da instalação de consumo responsável por alteração de comportamentos de consumo
responsável por alteração de equipamentos e instalação de consumo
responsável por verificar procedimentos M&V
Des-responsabilidades Preços de energia, situação económica, taxas de juros, taxas ambientais,
encargos fiscais, alterações meteorológicas, alterações de nvolvente
O contrato deve especificar: Definição de valores de referência (baseline), âmbito, condições e
interpretações
Especificação da solução técnica
Especificação da solução de financiamento
Especificação de obrigações e responsabilidades
Plano de execução do projecto de engenharia
Plano de medição e verificação (M&V)
Protocolo de partilha de poupança
Protocolo para resolução de litígios, activação de seguros e alterações de contrato
Definir o protocolo e procedimento de M&V a seguir (no caso do IPMVP escolher a opção M&V)
Fornecer uma visão geral da medida de eficiência energética sobre a qual se fará a M&V.
Identificar as metas de poupança que se pretendem atingir com a medida
Identificar restrições genéricas de operação da instalação.
Identificar responsabilidades de operação da instalação
Opção A – Estima a poupança com base na medida simples de alguns parâmetros e características do sistema
Opção B – Mede efectivamente o consumo (antes e após) e as variáveis que o afectam
Opção C – Mede efectivamente o consumo (antes e após) mas para toda a instalação.
Opção D – Simula o consumo (antes e após) requerendo a modelização das envolventes e dos sistemas.
M&V para sistema isolado M&V para a instalação (vários sistemas)
Fronteira de medição Caracterizar circuitos de fluxo energético Caracterizar unidades de medição Caracterizar variáveis de fluxo energético Caracterizar variáveis de ambiente
Fronteira de utilização Caracterizar espaços de utilização Caracterizar equipamentos de utilização Caracterizar padrões de utilização Caracterizar unidades de medição de estado
As fronteiras de medição e de utilização podem não coincidir. Por impossibilidade, perdas do sistema, simplificação do
sistema de medição, simplificação do processo de medição Em muitos casos são necessários modelos de ajuste entre o que
é medido e o que é utilizado
Indicadores de consumo
Usados no processo de M&V … devem ser definidas as formulas, as variáveis e condições
Usam medidas ou estimativas para obter indicadores que representam o consumo relativamente a variáveis de estado.
Podem ser do tipo:▪ consumo por área,
▪ consumo por utilização,
▪ consumo por produção,
▪ consumo por emissões,
▪ consumo por produtividade económica, etc.
▪ etc.
Indicadores de desempenho
Usados para a estimativa da poupança … é necessário definir fórmulas, parâmetros e condições.
Usam medições relativas a referências para avaliar desempenho
Poderão ser do tipo:▪ indicadores de rendimento,
▪ poupança energética,
▪ poupança económica,
▪ valorização da utilização (qualidade, conforto, …)
(€)BrutodoAcrescentaValor
(tep)EnergiadeTotalConsumo(IE)Energética eIntensidad
Produção
(tep)EnergiadeTotalConsumo(CEE)EnergiadeEspecíficoConsumo
Eficiência económica do consumo da energia
Integra o ajuste à produção
Afectado pela economia e pela gestão financeira da instalação
Eficiência produtiva do consumo da energia
Este tipo de indicadores ajustados devem evitar-se, confundem o conceito de eficiência energética com eficiência económica
Este é um indicadores ajustados simples e fácil de aplicar, mas não pode ser aplicado quando a característica de produção tem um consumo fixo ou quando é não linear.
Necessário definir fórmulas, tabelas, algoritmos, parâmetros e condições
Podemos ter modelos do tipo: Modelos de conversão de unidades
Modelos de agregação de consumos
Modelos de referência (baseline)
Modelos de ajuste
Modelos de desempenho
Definir adequadamente as condições do período de consumo de referência, incluindo: Identificar as principais características de utilidade,
tais como as intensidades da iluminação e temperaturas.
Definir as condições de operação do período de consumo de referência tais como cargas e horas de operação.
Detalhar todas as medições, procedimentos de análise de dados, algoritmos e pressupostos.
Caracterização do próprio consumo no período de referência
Caracterização do consumo em grupos de instalações com características semelhantes.
Poderão ser do tipo: Indicadores de consumo como referência
Padrões de consumo tabelados
Característica de consumo
Representação de incerteza
Edifício completo
Edifício de AVAC
m3 / mês
kWh / mês
Prod A
Prod B
Usados para ajustar variáveis medidas a valorizáveis de energia utilizadas
Poderão ser do tipo: Modelos de ajuste de alteração da fronteira de utilização
Modelos de ajuste de variáveis de envolvente
Modelos de ajuste de alteração da fronteira de medição
Modelos de ajuste de consistência entre fronteira de medição e fronteira de utilização
Modelos de ajuste devido a medição descontínua
Modelos de ajuste relativos a referências das variáveis de estado
Relação entre duas unidades de medição na mesma instalação
• Permite poupar na medição • É necessário definir e formalizar as relações de forma clara
Consumo geral da Instalação
Co
nsu
mo
par
cial
𝐶𝑇(𝑇) = 8,1126 × 𝑇2 − 284,72 × 𝑇 + 8200,2
𝐼𝑇 𝑇 𝑡 =𝐶𝑇(𝑇)
𝐶𝑇(15℃)
Normalização
Factor de ajuste IT
𝐵𝑁𝑟𝑒𝑓 =𝐵𝑅𝑟𝑒𝑓
𝐼𝑇(𝑇 𝑡 )
Definir todas as actividades no período de reporte, incluindo:
Especificar os parâmetros a ser medidos, períodos de medição, precisão requerida, procedimentos de calibração, protocolos de medição, protocolos de aquisição de dados e armazenamento.
Explicar os procedimentos para a validação das actividades de M&V.
Baseados nas medidas ajustadas e nos valores de referência ajustados estimam as poupanças
Poderão ser modelos de: Poupança energética medida antes e após (Opção B do IPMVP)
Poupança energética medida relativamente a indicadores ou características de referência de outras instalações
Poupança energética estimada com base nas características do equipamentos substituído (Opção A do IPMVP)
Poupança com base em simulações de desempenho (Opção D do IPMVP)
Poupança económica e valorização do conforto
Detecção de anomalias no consumo de AVAC
O modelo é aplicado após ajuste
Referência a azul e real a amarelo, para a semana passada
O consumo de electricidade está a subir
i
i
i
iii
PCC
PCCPC
DE
CC(P)DesempenhoEnergético
C (kWh)
P (m3)
Detalhar a calendarização de relatórios e procedimentos de M&V periódicos.
Descrever procedimentos e detalhes de inspecções anuais.
Descrever os requisitos para relatórios de operação e manutenção.
Detalhes de como as poupanças serão calculadas, incluindo: Fornecer justificações e procedimentos para qualquer ajuste de
energia no período de consumo de referência ou de reporte.
Detalhar como os efeitos interactivos serão tratados.
A M&V é essencial, sem a inclusão de um plano de M&V nos contratos de desempenho o mercado da eficiência estará condenada ao fracasso
Um plano de M&V é muito mais que um a medição de energia
É necessária regulação, para adoptar ou definir protocolos adequados aos programas nacionais
É necessário criar uma estrutura de formação e credenciação de peritos de M&V
Haverá responsabilidades de M&V ao nível das ESCO, dos operadores das instalações e das entidades financiadoras.
Mas o ideal seria … existirem entidades independentes e bem credenciadas para realizar a M&V