Uma abordagem sistémica à utilização final de energia

Uma abordagem sistémica à utilização final de energia

A optimização da utilização de energia nos edifícios e na indústria requer uma abordagem sistémica para colher todo o seu potencial. Esta ideia está a ganhar terreno, como demonstra a proposta da comissão ITRE do Parlamento Europeu de incluir uma definição de "eficiência do sistema" na Directiva de Eficiência Energética. A definição proposta inicialmente é um bom ponto de partida para uma reflexão sobre este tema.

O conceito de uma abordagem sistémica à eficiência energética não é novo, mas foi até há pouco tempo largamente negligenciado pelos reguladores da UE, provavelmente porque implica várias complexidades de regulação. Uma dificuldade é formular uma definição clara e inequívoca do que tal abordagem realmente significa. No seu projecto de relatório sobre a proposta de reformulação do EED, a Comissão ITRE do Parlamento Europeu define "eficiência do sistema" como a selecção de soluções eficientes do ponto de vista energético, onde também permitem uma via de descarbonização rentável, flexibilidade adicional e a utilização eficiente dos recursos[1].

Esta definição reconhece correctamente a existência de múltiplos objectivos políticos que correm o risco de criar conflitos de interesses, por exemplo entre eficiência energética e eficiência de recursos. Para garantir que se procure o equilíbrio ideal entre esses diferentes objectivos, a optimização deve ser realizada simultaneamente para todos esses objectivos e ao nível de todo o sistema que utiliza energia.

A eficiência das entidades funcionais

A utilização da palavra "solução" sugere que não é o equipamento em si que deveria ser a finalidade das medidas de eficiência energética, mas a prestação de serviços particulares, tais como aquecimento e arrefecimento de espaços, iluminação, ou movimento industrial, para citar apenas alguns. Seria mais preciso defini-los como entidades funcionais, que incluem então todos os componentes do lado do consumo dos contadores de serviços públicos que são necessários para prestar um determinado serviço ou função. Tal definição inclui explicitamente os circuitos eléctricos e as redes de tubos localizados entre o contador de electricidade e a utilização final de energia, que de outra forma correm o risco de cair através das fendas de toda a regulação.

Os cabos eléctricos, em particular, contêm um potencial oculto de poupança de energia. A secção de cabos mais económica é muitas vezes mais do dobro do mínimo obrigatório. O dimensionamento dos cabos é difícil de regular através de uma abordagem orientada para o produto, tal como a concepção ecológica, porque a secção transversal óptima do cabo depende da carga. Energeticamente falando, o circuito eléctrico é inerentemente parte da instalação que está a fornecer. Portanto, a optimização deve ter lugar ao nível do sistema funcional, seja uma estação de carga de veículos eléctricos, um sistema de bomba de calor, ou uma instalação PV no telhado. Especialmente em edifícios não residenciais, o potencial de poupança de energia do dimensionamento económico de cabos é substancial.

Quando se procura optimização ao nível das entidades funcionais, a forma como a energia que utiliza componentes é combinada, controlada e operada é inerentemente parte da equação. Uma das principais vantagens de uma tal abordagem é o facto de que irá abordar o sobre ou sub-dimensionamento do equipamento, que é uma causa comum de perdas de energia e não abrangida pelo regulamento de concepção ecológica do equipamento. A optimização ao nível das entidades funcionais revelará também oportunidades de recuperação de perdas de calor, por exemplo, fazendo-as pré-aquecer os fluxos de entrada de água. E assegurará que a automatização e o controlo sejam optimizados com base nas condições particulares de funcionamento de cada local específico.

Figura 1 - A redução da intensidade energética conseguida apenas através de auditorias energéticas regulares, em comparação com a redução conseguida através da incorporação dessas auditorias num sistema de gestão de energia (Anton Barckhausen, Juliane Becker, Peter Malodobry, Nathanael Harfst, Ulrich Nissen, Energiemanagementsystem in der Praxis, Umwelt Bundesambt, 2019).

A avaliação da eficiência energética e de custo de uma entidade funcional deve ser feita independentemente da fonte de energia ou tecnologia que é utilizada, utilizando a utilização de energia primária como critério neutro em termos de tecnologia. Desta forma, será considerado o ganho potencial da mudança para outra tecnologia ou fonte de energia.

Outra questão que surge da definição do ITRE é o significado exacto do termo "rentável". Seria bem-vinda a clarificação de que diz respeito à eficiência dos custos do ciclo de vida das medidas em investigação. Embora o custo total de propriedade (TCO) e o custo do ciclo de vida (LCC) sejam instrumentos de tomada de decisão comuns, a sua utilização ainda está longe de ser sistemática. Os termos de retorno simples (PBT) são um critério mais generalizado para o investimento, mas tem a desvantagem de ignorar qualquer poupança económica depois de o investimento ter sido totalmente reembolsado. Os incentivos regulamentares poderiam ajudar a deslocar a prática para o TCO e o LCC.

Da medição à tomada de decisões

Uma definição clara e inequívoca da eficiência dos sistemas é um primeiro passo importante, mas pode uma optimização a nível do sistema ser realmente posta em prática? Um dos desafios da abordagem de sistemas é a percepção que requer nos fluxos de energia de uma organização.

Figura 2 -Mappear os fluxos energéticos é um primeiro passo para a optimização de domínios funcionais como a iluminação ou o ar comprimido (Autor: Jinho Jung, licenciado sob Creative Commons CC BY-NC-SA 2.0).

No passado, o mapeamento dos fluxos de energia através de uma campanha de monitorização dificilmente era executado fora das grandes instalações industriais, mas nos últimos anos, sistemas de monitorização de energia fáceis de instalar e plug-and-play entraram no mercado, tornando a recolha e agregação de dados acessível a pequenas organizações. Os incentivos governamentais que estimulam a instalação de tais sistemas poderiam ser uma importante alavanca de uma abordagem de sistemas para a eficiência energética e descarbonização.

Uma vez que os resultados da medição e monitorização estejam a fluir, a necessidade de os processar conduzirá naturalmente a algum tipo de gestão de energia. Para estruturar e formalizar esta gestão é o seguinte passo fundamental necessário para colmatar a lacuna entre produtos e sistemas e superar a divisão de incentivos entre o custo de aquisição e os custos operacionais. A gestão formalizada da energia é cada vez mais adoptada nos grandes cenários industriais através do formato ISO 50001, mas é praticamente inexistente nas pequenas e médias empresas (PMEs). Uma norma de "gestão de energia lite" adaptada às PME, idealmente combinada com incentivos regulamentares, constituiria um estímulo bem-vindo.

Uma definição abrangente

Com as evoluções tecnológicas a tornar a monitorização energética mais amplamente acessível, chegou o momento de introduzir a abordagem de sistemas na directiva de eficiência energética. Tendo em conta todos os argumentos acima formulados, a seguinte poderia ser uma definição mais precisa: 'eficiência do sistema' significa a eficiência de uma entidade funcional, incluindo todos os seus componentes situados no lado do consumo dos contadores de energia, incluindo a forma como esses componentes são combinados e operados, avaliados ao longo de todo o ciclo de vida do sistema e independentemente da fonte de energia ou tecnologia, permitindo uma via de descarbonização rentável, flexibilidade adicional e a utilização eficiente da energia e dos recursos.

Uma discussão mais detalhada pode ser encontrada no "whitepaper".Uma abordagem sistémica à utilização final de energia’.

[1] Projecto de relatório do PE ITRE sobre a Directiva de Eficiência Energética (22/02/2022) (2021/0203(COD)). Ligação: PR_COD_1recastingam (europa.eu)