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5 fontes de energia em que nunca pensou

13 Julho 2021 por Corinna Barnstedt
5 fontes de energia em que nunca pensou

Todos os dias, o calor excedente é libertado para o ambiente, contribuindo para o aquecimento global e desperdiçando as hipóteses de geração de energia limpa. Oportunidades de recuperação e reutilização podem ser encontradas em locais como as grandes instalações industriais, mas também ao longo dos corredores do seu supermercado local.

 

Estima-se que menos de 30% da energia consumida no planeta é convertida de forma eficiente. O resto é descarregado para a atmosfera sob a forma de calor residual. Este calor residual não só polui, como também representa oportunidades perdidas para obter energia verde ou, pelo menos, aumentar a eficiência energética.

 

Dependendo da tecnologia e da aplicação que lhes será dada, as temperaturas não precisam de ser excessivamente altas para que o calor seja capturado e reutilizado. Isto traduz-se num vasto leque de potenciais fontes de calor excedentário que podem ser encontradas em locais tão grandes e complexos como um parque industrial, mas também em salões universitários ou mesmo em residências.

 

Aqui estão cinco fontes de energia em que provavelmente não pensou. No entanto, elas têm um grande potencial e ainda há muito espaço para as aproveitar ao máximo:

 

1. FÁBRICAS DE CIMENTO

Depois da água, o cimento é o recurso mais utilizado no mundo, com uma produção anual de 4,2 mil milhões de toneladas. O seu processo de produção envolve a queima de calcário e argila moídos em fornos que atingem uma temperatura de 1450°C, o que torna a indústria do cimento uma enorme fonte potencial de calor em excesso.

 

Na sua fábrica localizada na cidade de Souselas, a CIMPOR-Indústria de Cimentos, o maior produtor de cimento de Portugal, está já a recuperar algum calor residual de processo dos gases libertados pelos fornos. No entanto, Paulo Rocha, director de inovação e sustentabilidade da empresa, acredita que ainda existem muitas outras oportunidades inexploradas de recuperação de calor nestas instalações. "Embora o processo de combustão num forno de cimento seja um dos mais eficientes, ainda se desperdiça uma quantidade significativa de calor na torre de pré-aquecimento, no refrigerador de clínquer ou mesmo por radiação. Poderíamos melhorar ainda mais a eficiência", diz ele. "A questão principal é que o retorno destes investimentos é tipicamente muito longo e não obedece à taxa interna de retorno tradicionalmente aceite para os investimentos".

 

A CIMPOR está interessada em optimizar os processos de recuperação de calor em Souselas, utilizando uma parte deste calor para produzir energia eléctrica para uso interno ou para a rede, bem como explorar as hipóteses de se tornar fornecedor para outras empresas ou instituições. Neste sentido, a plataforma EMB3R irá desempenhar um papel importante na procura de sinergias com outros sectores e de soluções rentáveis. "Este projecto está a desenvolver uma ferramenta para conceber uma rede que ligará os sumidouros (consumidores) às fontes de acordo com a sua disponibilidade e necessidades", diz Rocha. "Mas a plataforma é também interessante porque nos permitirá simular possibilidades baseadas em tecnologias futuras. Isto permitir-lhe-á considerar novas tecnologias, especialmente as ligadas à diminuição das emissões de CO2".

 

2. REFRIGERADORES EM SUPERMERCADOS

Além de galinha, ovos e leite, o seu supermercado local poderia também oferecer uma fonte de energia limpa para aquecer a sua casa. Pelo menos essa é uma das possibilidades que os investigadores da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU) estão a estudar em Copenhaga como parte do projecto EMB3Rs.

 

Os supermercados precisam de manter sistemas de refrigeração em funcionamento contínuo, ao ponto de a refrigeração representar mais de metade do seu consumo de electricidade. Em vez de dedicar toda esta electricidade para manter o calor longe dos alimentos, não poderia este calor ser desviado para satisfazer outras necessidades energéticas? É isso que a Danfoss, empresa dinamarquesa de aquecimento e refrigeração, está a fazer através de unidades de recuperação de calor que recuperam 95% do calor excedente gerado pelos refrigeradores nos supermercados e o enviam para as redes de aquecimento distritais. Um dos estabelecimentos que utiliza esta tecnologia no distrito de Nordhavn estará no centro do estudo da DTU, fornecendo dados para efectuar simulações e determinar como este calor em excesso pode ser reutilizado eficientemente pelos lares na área.

"Vamos analisar os dados recolhidos no supermercado e 30 apartamentos próximos que contêm perfis de calor para o calor excedente, calor espacial e consumo doméstico de água quente", diz Tiago Sousa, investigador pós-doutoramento no DTU que está a participar no projecto. "Planeamos calcular a quantidade de calor excedente que pode ser utilizada pelos consumidores e a rentabilidade desta troca, tanto para o supermercado como para os consumidores".

 

É assim que o excesso de calor produzido por refrigeradores num supermercado pode acabar por fornecer aquecimento do espaço e água quente para apartamentos em vez de ser libertado para a atmosfera, onde contribui para o aquecimento global. No Reino Unido, por exemplo, estima-se que os sistemas de refrigeração comercial representam cerca de 12% das emissões de carbono do país. "Imagine o enorme número de supermercados que temos nas cidades", diz Sousa, "capturando tanto calor desperdiçado, isto irá transformar-se numa medida importante para alcançar a eficiência energética".

 

3. EMPRESAS DE FUNDIÇÃO DE METAIS

Tal como no cimento, a fundição de metais envolve processos em que as temperaturas ultrapassam os 1000°C, proporcionando grandes oportunidades para reutilizar o calor. Um dos estudos de caso onde a plataforma EMB3Rs será testada é uma instalação de fundição de metal no Reino Unido que actualmente carece de sistemas de recuperação de calor excedentário, desperdiçando 10,5 gigajoules por ano. "Isso seria o mesmo que fornecer energia a 30 casas por ano", explica Stuart Bradley, Engenheiro Principal da Universidade de Warwick, que irá liderar a investigação.

 

"É uma fonte de calor que está apenas a ser ejectada para o ambiente neste momento". São grandes fundições de talvez oito a dez toneladas, e estão apenas a ser deixadas a arrefecer naturalmente", explica Bradley. "Portanto, o que estamos a tentar fazer é formular um método de captura de calor, em vez de apenas arrefecer as fundições com água ou ar, e a ferramenta EMB3R ajudar-nos-á a compreender o valor desse calor e onde ele pode ser reafectado".

 

Existem dois tipos de fundição, um de bronze alumínio e outro de aço. A produção de ambos os metais necessita de temperaturas muito elevadas, pelo que as peças fundidas podem estar a 1000°C quando são deixadas a arrefecer. "Colocamos o permutador de calor imediatamente acima do fundido e depois sopramos ar do fundido através do permutador de calor", diz Bradley. "Assim, no nosso caso, a empresa de fundição decidirá se reutilizamos o calor residual para aquecer a matéria-prima, a matéria-prima que vai para o forno, ou se a convertemos em electricidade, que pode ser distribuída por todo o país".

 

4. ÁGUA QUENTE RESIDUAL INDUSTRIAL

Nos países de elevado rendimento, o sector industrial é responsável por 59% do consumo de água. Fábricas e moinhos utilizam-na para processamento, lavagem, diluição ou arrefecimento. O resultado é um subproduto indesejável, as águas residuais, que necessitam de tratamento para que possam ser eliminadas de uma forma que respeite o ambiente.

 

No entanto, em muitos casos, estas águas residuais estão a uma temperatura suficientemente elevada para funcionarem como fonte de energia. "O calor pode ser recuperado a partir de águas quentes de resíduos industriais através de permutadores de calor e transferido do produtor para o consumidor", explica George Goumas, Especialista Sénior em Energia do Centro de Fontes Renováveis de Energia e Poupança de Energia (CRES). "A viabilidade técnica e económica da implementação de tal medida dependerá de uma variedade de factores".

 

A temperatura a que as águas residuais ainda podem ser utilizadas, a distância entre fornecedores e consumidores, o custo e o período máximo de retorno são alguns dos factores que a equipa de Goumas irá analisar utilizando a plataforma EMB3R na Segunda Zona Industrial da cidade de Volos, no Leste da Grécia. "Vamos investigar a viabilidade técnica e económica da implementação de um sistema de rede de aquecimento que distribuirá o excesso de calor rejeitado pelas empresas desta zona industrial a outras empresas com necessidades de calor no mesmo parque industrial", diz ele. Espera-se que o excesso de calor nesta zona com indústrias de elevado consumo energético exceda a procura local; por conseguinte, o projecto avaliará também as possibilidades de estender o sistema de distribuição de calor a uma cidade próxima.

 

Goumas diz que esta é uma forma segura de reciclagem de indústrias de água quente que já não são necessárias. "Não há risco para a saúde humana, uma vez que o calor residual produzido pelas fontes de calor é transferido através de permutadores de calor para a rede de tubagem de distribuição de água quente. O calor desperdiçado não entra em contacto com a água da rede de distribuição de calor, uma vez que a troca de calor é efectuada dentro de permutadores de calor em circuito fechado".

 

5. INCINERADORES DE RESÍDUOS

A incineração pode ajudar a reduzir até 90% o volume de resíduos que eliminamos em aterros sanitários. É também uma forma segura de se livrar de resíduos perigosos. Mas já pensou nisto como uma forma de gerar electricidade e fornecer calor?

 

Esta é uma prática muito comum na Noruega, onde as redes de aquecimento urbano dependem fortemente do excesso de calor que provém da incineração de resíduos. Embora ainda seja raro em países mais quentes como Portugal, onde existe apenas uma área que tem um sistema de aquecimento e arrefecimento distrital (DHC): Parque das Nações, em Lisboa. Mas isto pode mudar em breve. O DHC no Parque das Nações ainda depende largamente de um combustível convencional, apesar de ter uma instalação de trigeração de alta eficiência, explica João Castanheira, CEO da Climaespaço, a empresa que explora as instalações. "Precisamos de encontrar melhores alternativas e uma das opções mais interessantes é utilizar o calor excedente de um incinerador de resíduos que se encontra não muito longe da nossa terra", diz ele.

 

"Queimam os resíduos numa caldeira que gera vapor e utilizam o vapor para mover uma turbina". Uma parte do vapor poderia ser levada para um permutador de calor, onde poderiam produzir água quente que seria utilizada para nos trazer energia", explica Castanheira. Ele acredita que este processo poderia fornecer até 90% das necessidades de aquecimento do DHC, que vende um total de 40 gigawatts-hora por ano a muitas empresas, edifícios públicos e 3.000 residências ligadas à sua rede de 21 quilómetros. Mas a Climaespaço está também à procura de outros potenciais fornecedores. "O incinerador é uma forte possibilidade, mas contamos com os EMB3R para nos ajudar a encontrar outras fontes de calor excedentário, como instalações industriais localizadas nas proximidades", diz Castanheira.

 

A utilização de todas estas fontes escondidas de excesso de energia ajudará a fazer avançar a transição energética e a poupar muito CO2.

 

Autor: Stefania Gozzer


Sobre Corinna Barnstedt

Barnstedt

Corinna Barnstedt trabalha como Gestora de Projectos e Comunicadora Científica no Instituto Europeu de Comunicação Científica (ESCI). Possui um Diploma em Geografia e completou um Estágio Jornalístico na Jahreszeiten Verlag Hamburg. Tem escrito para as secções de ciência de vários jornais e começou a trabalhar na comunicação e gestão de projectos da UE em 2009.


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