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UNIVERSIDADE TECNOLOGIA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS CURITIBA
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM PROCESSOS PRODUTIVOS
PROFESSOR LUIZ AMILTON PEPPLOW, M. ENG.
ALUNOS: FABIO MACIEL BORGES
FERNANDO BAUER NETO
GUSTAVO KLINGUELFUS
JOSE ARTHURO TEODORO
CURITIBA, NOVEMBRO DE 2012
i
SUMÁRIO
SUMÁRIO ................................................................................................................................................ I
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................................ II
RESUMO EXECUTIVO ............................................................................................................................. 1
APRESENTAÇÃO E OBJETIVO .................................................................................................................. 2
1 METODOLOGIA ADOTADA ............................................................................................................. 3
2 CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA .................................................................................................... 5
2.1 DESCRIÇÃO DA UNIDADE CONSUMIDORA .............................................................................................. 5
2.2 DESCRIÇÃO DA INDÚSTRIA .................................................................................................................. 6
2.2.1 Fluxograma simplificado do processo ..................................................................................... 6
2.2.2 Produção ................................................................................................................................. 6
2.2.3 Matriz energética ................................................................................................................... 6
2.2.4 Indicadores de utilização de energia ...................................................................................... 7
2.3 ANÁLISE DA UTILIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ....................................................................................... 7
2.3.1 Características do sistema elétrico ......................................................................................... 7
2.3.2 Análise de histórico de energia elétrica .................................................................................. 7
2.3.3 Otimização da compra de energia elétrica ........................................................................... 11
2.3.4 Solução para correção do fator de potência ......................................................................... 12
2.3.5 Fator de carga ...................................................................................................................... 13
2.4 ANÁLISE DAS MEDIÇÕES DE GRANDEZAS ELÉTRICAS ............................................................................... 13
3 ANÁLISE DOS USOS FINAIS .......................................................................................................... 15
3.1 RESUMO DAS OPORTUNIDADES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ..................................................................... 15
4 GESTÃO ENERGÉTICA ................................................................................................................... 16
4.1 GERENCIAMENTO ENERGÉTICO ......................................................................................................... 16
4.2 ORIENTAÇÕES PARA CRIAÇÃO DA CICE – COMISSÃO INTERNA DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ...................... 16
5 ANÁLISE ECONÔMICA DAS MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ............................................... 18
5.1 METODOLOGIA DA ANEEL .............................................................................................................. 18
5.2 RESULTADOS DA ANÁLISE ECONÔMICA................................................................................................ 19
5.2.1 Considerações da análise econômica ................................................................................... 19
5.2.2 Resultado da análise econômica de medidas economicamente viáveis ............................... 19
5.2.3 Fluxo de caixa das medidas economicamente viáveis .......................................................... 20
5.2.4 Análise de sensibilidade das medidas economicamente viáveis .......................................... 21
5.3 SISTEMA DE MEDIÇÃO E VERIFICAÇÃO ................................................................................................. 22
5.4 AÇÕES DE MANUTENÇÃO PARA ECONOMIA DE ENERGIA ELÉTRICA ............................................................ 22
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................... 24
ANEXO I – HISTÓRICO DA INDÚSTRIA .................................................................................................. 25
ANEXO II – MEMORIAL DE CÁLCULO DO RCB ....................................................................................... 28
ii
ÍNDICE DE FIGURAS
figura 2 – consumo de energia elétrica no horário de ponta ....................................................... 8 figura 3 – consumo de energia elétrica no horário fora de ponta ................................................ 8 figura 4 – demanda de energia elétrica em horário de ponta ...................................................... 9 figura 5 – demanda de energia elétrica em horário fora de ponta............................................... 9 figura 6 – fator de carga em horário de ponta ............................................................................ 10 figura 7 – fator de carga em horário fora de ponta .................................................................... 10 figura 8 – custo médio da energia elétrica .................................................................................. 11 figura 9 – curva da necessidade reativa ...................................................................................... 13 figura 10 – valor presente líquido x taxa mínima de atratividade .............................................. 21 figura 11 – tempo de retorno x taxa mínima de atratividade ..................................................... 21
1
RESUMO EXECUTIVO
Breve relato de oportunidades de eficiência energética.
Correção do fator de potência
Inspeção no controlador automático de fator de potência, com uma economia equivalente de
de 2,424 MWh/ano, representando uma redução de custo anual de R$ 320,52. O investimento
previsto é de R$ 1.500,00 com um payback simples de 56 meses.
Sistemas de iluminação
Troca de luminárias, lâmpadas e reatores com uma economia de 66,74 MWh/ano e redução
de demanda na ponta de 0 kW, representando uma redução de custo anual de R$ 11.790,22. O
investimento previsto é de R$ 27.109,44 com um payback simples de 28 meses.
Aplicação de motores de alto rendimento
Não foi encontrado nenhum motor para substituição por alto rendimento com payback
simples inferior a 24 meses.
CONCLUSÃO
Com as oportunidades de eficiência energética aqui apresentadas, pode-se obter uma
economia anual de até R$ 12.110,74 se considerarmos as tarifas de energia elétrica atuais.
2
APRESENTAÇÃO E OBJETIVO
Este diagnóstico consiste de um estudo de viabilidade técnica e econômica para implantação
de medidas de eficiência energética não esgotando, no entanto, todas as possibilidades de
otimização das instalações. Busca-se identificar as melhores oportunidades de economia nos
usos finais mais representativos da instalação que atendam a relação de custo-benefício (RCB)
calculada segundo metodologia da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica [1].
O presente relatório foi elaborado com base em levantamentos de campo e informações
obtidas em setembro e outubro de 2012. Seu conteúdo compreende da aplicação de
ferramentas para avaliação da compra de energia elétrica e dos usos finais de energia elétrica
utilizando-se da metodologia dos programas de eficiência energética da ANEEL.
Por motivos de confidencialidade, o nome real da empresa será substituído por um nome
fantasia, Indústria de “Fertilizantes”.
Conforme metodologia ANEEL, a síntese da avaliação econômica pode ser observada na tabela
seguinte.
DESCRIÇÃO TOTAL
1 - ECONOMIA ANUAL
1.1 - Energia economizada 66,74 MWh/ano
1.2 - Redução de demanda 0 kW
1.3 - Benefícios anualizados R$ 11.790,22
2 - INVESTIMENTO TOTAL DO PROJETO R$ 27.109,44
3 - RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO 0,34
3
1 METODOLOGIA ADOTADA
A metodologia aplicada para redução de consumo e demanda com energia elétrica encontra-
se baseada em dois segmentos: o primeiro, abrangendo a análise técnica dos usos finais
(transformadores, motores, bombas, iluminação, caldeiras, ar-comprimido, ar-condicionado,
torres de resfriamento, fornos e estufas e tratamento dos efluentes), sugerindo medidas de
eficiência energética; o segundo, compreendendo a avaliação econômica dessas sugestões,
determinando sua competitividade em relação à metodologia de avaliação econômica da
ANEEL e definindo preliminarmente as medidas economicamente viáveis.
É inicialmente identificada a matriz energética da instalação, bem como efetuada uma breve
descrição do processo produtivo envolvido para caracterização da indústria. A seguir são
avaliados tecnicamente os usos finais representativos da instalação, que a princípio
identificam as melhores oportunidades, e posteriormente é efetuada a análise econômica
clássica e pela metodologia da ANEEL.
Os levantamentos necessários à elaboração da avaliação técnica têm como foco o sistema de
transformação, como também os diversos equipamentos vinculados a cada uso final
considerado. Os principais itens analisados na Indústria de Fertilizantes compreendem:
Sistema de transformação e quadros de distribuição;
Correção de fator de potência;
Motores elétricos; e
Sistemas de iluminação.
Os demais itens de usos finais não se aplicam a presente instalação (isto é, perdas térmicas,
refrigeração, etc.).
As medidas realizadas em motores elétricos foram obtidas, sempre que possível, com as cargas
em funcionamento normal. Na iluminação são avaliados os setores onde há necessidade de
adequação e possível troca de conjunto de iluminação que promova a eficiência energética, e
utilizando áreas equivalentes a um retângulo ou quadrado para se adequar à avaliação da
ferramenta de análise utilizada. Nas áreas externas a avaliação é efetuada considerando a
troca do sistema atual pelo eficiente, mantendo-se o nível de iluminamento atual.
Para a execução da substituição dos equipamentos ineficientes, a mão de obra de terceiros
para os sistemas de iluminação e motores não é considerada, pois se admite a utilização dos
funcionários de manutenção da indústria. Para o cálculo dos benefícios da redução de
consumo e demanda, para o subgrupo tarifário A4, são utilizados o custo unitário evitado de
demanda (322,90 R$/kW), e o custo unitário evitado de energia (176,67 R$/MWh). As tarifas
de energia elétrica utilizadas para os cálculos são os definidos pela resolução ANEEL nº 1.296,
de 19/06/2012, considerando um fator de carga igual a 70% e k de 0,15. Os custos unitários
evitados são calculados conforme metodologia proposta pela ANEEL. A taxa de desconto
empregada no processo de avaliação econômica foi de 8% ao ano. Esta taxa tem por base o
Plano Nacional de Energia – PNE 2030, conforme Nota Técnica 1.04.26.07A, da Empresa de
4
Pesquisa Energética – “Taxa de desconto aplicada na avaliação das alternativas de expansão”
[1].
5
2 CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA
2.1 DESCRIÇÃO DA UNIDADE CONSUMIDORA
Ramo de atividade: Indústria de Fertilizantes
Razão social: Indústria de Fertilizantes
Localização Paraná
Horas de funcionamento por dia: 10 horas
Dias de funcionamento por mês: 22 dias
Meses de funcionamento por ano: 12 meses
Subgrupo tarifário / Tipo de tarifa: A4 / Horária verde
Área construída: 1.296 m²
Número de funcionários: 90
Produção média (ano de 2011): 14.000 toneladas
Potência instalada de transformação: 1.000 kW
Demanda máxima registrada: 324 kW (maio/2012)
Fator de carga típico: 0,18
Matriz energética (ano de 2012):
Utilização: Energia elétrica 28.732 kWh/mês (103 GJ/mês)
Preço médio: Energia elétrica R$ 257,18 MWh (R$ 69,51 /GJ)
Indicador específico de consumo 2,052 kWh/tonelada
Custo de energia: Energia elétrica R$ 7.189,91 /mês
6
2.2 DESCRIÇÃO DA INDÚSTRIA
2.2.1 Fluxograma simplificado do processo
figura 1 – diagrama do processo
2.2.2 Produção
A Indústria de Fertilizantes tem uma produção média mensal de 14.000 toneladas de
fertilizantes diversos.
2.2.3 Matriz energética
A indústria utiliza como insumo energético a energia elétrica, não apresentando nenhum
resíduo energético. A energia elétrica é empregada basicamente para operação do sistema de
força motriz e iluminação. O consumo médio de energia elétrica no período de
Depósito de
matérias
primas
Pá
carregadeira
Elevador de
canecas
Peneira
Silo
Elevador de
canecas
Misturador
Carregamento
Ensacadeira
Balança
dosadora
Moinho
7
novembro/2011 a outubro/2012 é de 35.356 kWh/mês, representando 100,00% do insumo
energético total.
2.2.4 Indicadores de utilização de energia
O consumo específico médio de energia elétrica é de 2,052 kWh/tonelada e podemos dizer
que a Indústria de Fertilizantes tem um custo médio de energia elétrica de R$ 0,51 por
tonelada produzida.
O gasto mensal médio com energia elétrica é de R$ 7.189,91.
2.3 ANÁLISE DA UTILIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
2.3.1 Características do sistema elétrico
A indústria possui dois transformadores de 500 kVA (um deles desligado), estando eles
localizados na Cabine Primária da Planta Fabril, bem próxima à área de produção. A energia
elétrica provisionada pela Companhia Paranaense de Energia é fornecida por uma rede aérea
em tensão de fornecimento de 13.800 V (nominal), sendo que a distribuição de energia na
edificação é feita em tensões secundárias de uso final de 220/380 V, tanto para o setor
administrativo (iluminação) e nos setores de produção (força motriz).
2.3.2 Análise de histórico de energia elétrica
A análise dos parâmetros do consumo de energia elétrica é indispensável para uma tomada de
decisão quanto ao uso eficiente desta. Sendo a conta de energia elétrica uma síntese dos
parâmetros de consumo, sua análise torna-se uma ferramenta importante para o
gerenciamento energético.
Analisando o histórico de energia elétrica tomamos como parâmetros para avaliação de sua
utilização o período de novembro/2011 a outubro/2012, devendo representar a condição
atual de operação da indústria.
O consumo médio mensal de energia nos últimos 12 meses foi de 35.356 kWh, sendo
que seu consumo em horário de ponta é de 1.365 kWh/mês e em horário fora de
ponta de 33.991 kWh/mês (figura 1 e figura 2);
A demanda máxima de energia elétrica registrada foi de 324 kW no horário fora de
ponta (maio/2012) e de 304 kW no horário da ponta (maio/2012). A demanda
contratada atual é de 255 kW no horário fora de ponta (figura 3 e figura 4); e
A fatura média mensal de energia elétrica é de R$ 7.189,91.
8
figura 1 – consumo de energia elétrica no horário de ponta
figura 2 – consumo de energia elétrica no horário fora de ponta
9
figura 3 – demanda de energia elétrica em horário de ponta
figura 4 – demanda de energia elétrica em horário fora de ponta
0
50
100
150
200
250
300
350
nov/2
011
dez/2
011
jan/2
012
fev/2
012
ma
r/20
12
abr/
2012
ma
i/2012
jun/2
012
jul/2012
ago/2
012
set/
2012
ou
t/2
01
2
kW
Demanda de Energia Elétrica na Ponta
Demanda Medida na Ponta
0
50
100
150
200
250
300
350
nov/2
011
dez/2
011
jan/2
012
fev/2
012
ma
r/20
12
abr/
2012
ma
i/2012
jun/2
012
jul/2012
ago/2
012
set/
2012
out/201
2
kW
Demanda de Energia Elétrica Fora de Ponta
Demanda Medida Fora de Ponta
10
figura 5 – fator de carga em horário de ponta
figura 6 – fator de carga em horário fora de ponta
11
figura 7 – custo médio da energia elétrica
2.3.3 Otimização da compra de energia elétrica
As faturas de energia elétrica em muitos casos são tomadas como simples instrumentos
contábeis. Entretanto quando se deseja implantar um programa de gestão de energia elétrica,
as faturas passam a servir como um importante instrumento de controle. Todo o perfil de
utilização de energia de uma unidade consumidora pode ser levantado através da tabulação
de dados das faturas de energia elétrica. Este é um dos primeiros procedimentos que se deve
tomar na implantação de um programa de gestão.
2.3.3.1 Opção tarifária
Baseando-se no histórico das contas de energia dos últimos 12 meses, foi possível verificar que
é possível a mudança de modalidade de faturamento.
A modalidade tarifária contratada atualmente é a verde e verificou-se que esta é a melhor
opção tarifária para a indústria.
2.3.3.2 Avaliação da demanda contratada
O contrato de fornecimento atualmente está adequado, portanto não é necessária sua
modificação, porém é preciso observar todas as recomendações existentes neste relatório. A
opção tarifária deve ser mantida na horária verde, segundo o período de análise considerado.
12
a) Mantendo-se as condições atuais de utilização de energia e sem que nenhuma
recomendação deste relatório seja adotada:
Demanda contratada fora da ponta 255 kW
b) Adotando-se a implantação de medidas recomendadas nesse relatório gerencial:
Demanda contratada fora da ponta 227 kW
2.3.4 Solução para correção do fator de potência
O baixo fator de potência pode se traduzir em perdas significativas de energia e dinheiro em
uma unidade industrial.
De acordo com o previsto no PRODIST, o fator de potência deve ser mantido no limite mínimo
de 0,92 (indutivo ou capacitivo).
A correção do fator de potência dentre outros benefícios traz a liberação da capacidade dos
circuitos elétricos melhorando significativamente o desempenho das instalações elétricas.
A forma mais comum de se corrigir o fator de potência é por intermédio da instalação de
capacitores.
O fornecimento de reativo capacitivo em instalações predominante indutiva (regra geral) tem
por consequência, a elevação do fator de potência. A quantidade de reativo capacitivo
necessário à elevação do fator de potência será determinada e será a potência reativa do
capacitor a ser utilizado (kVAr).
A energia excedente reativa existente evidencia a necessidade de correção de fator de
potência, sendo necessária a instalação de bancos automáticos de capacitores de 38 kVAr de
potência reativa, para correção de baixo fator de potência da instalação.
13
figura 8 – curva da necessidade reativa
2.3.5 Fator de carga
O fator de carga é um índice que reflete a utilização da energia elétrica em uma unidade
consumidora.
Pode ser calculado pela seguinte expressão:
Sendo a razão entre a demanda média e a demanda máxima, o fator de carga próximo a
unidade resultará em um menor preço da energia elétrica, pois resulta na utilização plena da
carga. Entretanto na maioria dos casos é impossível atingir um fator de carga próximo à
unidade, em virtude da natureza do processo produtivo, turnos de trabalhos e outros fatores
que fazem com que a demanda de potência varie ao longo do tempo.
Para a Indústria de Fertilizantes não se encontrou nenhuma recomendação quanto à melhoria
do fator de carga, haja vista a condição atual de operação da planta industrial e a utilização de
energia extra em horário de ponta.
2.4 ANÁLISE DAS MEDIÇÕES DE GRANDEZAS ELÉTRICAS
De acordo com a medição realizada, tem-se as seguintes observações (anexo técnico A):
Transformador nº 01 – Geral
1. A tensão trifásica é de 385 V, ou seja, valores dentro das recomendações.
2. A corrente trifásica é de 68 A, estando abaixo da corrente nominal que é de 683 A.
3. A demanda de energia elétrica máxima medida no período é de 147 kW, com uma
demanda de energia elétrica admissível de 460 kW.
4. Fator de potência horário possui uma a necessidade reativa de 38 kVAr para 95%.
14
5. A distorção harmônica total máxima de tensão é de 5,00%, ou seja, valores acima do
recomendável.
6. A distorção harmônica total máxima de corrente é de 28,30 %, ou seja, valores acima
do recomendável.
15
3 ANÁLISE DOS USOS FINAIS
3.1 RESUMO DAS OPORTUNIDADES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
A Indústria de Fertilizantes devido a seu processo produtivo se caracteriza pelo uso específico
da energia elétrica para iluminação e força motriz.
A instalação da indústria apresentou como oportunidades de economia de energia a atuação
no sistema de iluminação e correção do baixo fator de potência. Os motores elétricos devem
ser reavaliados no momento da queima ou necessidade de troca, tendo com isto um
investimento menor para aquisição de motores mais eficientes e um tempo de retorno que
justifique a troca.
O memorial de cálculo conforme metodologia da ANEEL [1] encontra-se anexo a este relatório.
16
4 GESTÃO ENERGÉTICA
4.1 GERENCIAMENTO ENERGÉTICO
Um programa de gerenciamento energético se constitui em um eficaz meio de redução de
custos com reflexos em todo o processo produtivo, contribuindo muitas vezes para o
aprimoramento destes. O uso adequado da energia, ou seja, o seu uso eficiente proporciona
inúmeros benefícios entre eles os benefícios econômicos, técnicos e ambientais. São ações
com retorno garantido para o consumidor com reflexos positivos a toda sociedade.
Não há uma regra para implantação de programas de gerenciamento energético, é preciso
antes de qualquer coisa de bom senso e um bom conhecimento da instalação.
O gerenciamento da energia elétrica deve levar em conta a estrutura tarifária a qual o
consumidor está enquadrado. Para tanto é necessário estudar a possibilidade de
deslocamento de carga durante os períodos nos quais a energia é mais cara (horário de ponta).
Esta tarefa depende também da análise de outros parâmetros, como custos adicionais com
mão de obra, possibilidade de parada programada de equipamentos e processos, etc.
Os controladores automáticos de demanda podem ser uma boa ferramenta para o
gerenciamento de energia elétrica, desde que existam condições para o efetivo controle da
demanda. Caso contrário não há retorno econômico com a instalação deste tipo de
equipamento.
Na Indústria de Fertilizantes não possui instalado nenhum equipamento de gerenciamento
energético (controlador de demanda).
4.2 ORIENTAÇÕES PARA CRIAÇÃO DA CICE – COMISSÃO INTERNA DE
CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
As CICEs se constituem em um eficaz meio de redução de custos com reflexos em todo o
processo produtivo, contribuindo muitas vezes para o aprimoramento destes. Podem variar
em sua formação de acordo com o porte e complexidade das instalações, mas geralmente
contam com a colaboração de vários funcionários que representam diversas áreas da empresa.
A sua formação tem o intuito da descentralização das atividades e o engajamento de maior
número possível de funcionários ao programa.
Deve existir um coordenador que, preferencialmente, tenha livre trânsito junto a alta direção
da empresa e um bom conhecimento das atividades desenvolvidas nas diversas áreas da
empresa.
17
Caberá a CICE a realização de todas as atividades necessárias à condução de um programa de
gestão de energia e, especialmente, o desenvolvimento de campanha junto aos funcionários
visando a maior adesão ao programa.
A título de exemplo, uma CICE poderá desenvolver uma campanha interna por intermédio da
realização das seguintes atividades:
Orientação sobre o uso racional de energia;
Apresentação do programa de gestão de energia;
Realização de eventos;
Realização de concurso de idéias; e
Divulgação dos resultados – o conhecimento dos resultados alcançados é um elemento
de fundamental importância para a manutenção do interesse dos funcionários no
programa.
A auditoria energética é uma das atividades que devem ser realizadas pelas CICEs e tem por
objetivo o conhecimento de como, quando e onde a energia está sendo utilizada na unidade
consumidora. O roteiro a seguir pode ser seguido para execução de uma auditoria energética:
Levantamento de dados históricos sobre consumo de energia;
Levantamento do perfil de utilização de energia anual, mensal e diário;
Levantamento de informações sobre os principais usos finais: ar-comprimido, motores,
sistema de iluminação, etc;
Levantamento de dados sobre principais processos; e
Levantamento de dados sobre a produção.
Além da auditoria energética, as análises técnicas e econômicas têm como objetivo identificar
as oportunidades de incremento da eficiência energética nas instalações, os investimentos
associados e respectivos resultados econômicos.
A fase de planejamento é de fundamental importância para a implantação das medidas de
eficiência energética identificadas. O roteiro a seguir pode ser tomado como base para esta
ação:
Estabelecer metas globais e específicas;
Priorização das ações – cronograma físico;
Determinar os investimentos associados – cronograma financeiro;
Estabelecer procedimentos de controle, implantando sistemas de medição onde for
necessário;
Promover campanhas de sustentação junto aos funcionários;
Produzir relatórios periódicos;
Publicar resultados;
Realizar avaliações periódicas do programa; e
Análise econômica das medidas de eficiência energética (MEEs).
Para o sucesso das ações da CICE é importante o engajamento dos funcionários, a criatividade
e, principalmente, um acompanhamento técnico adequado.
18
5 ANÁLISE ECONÔMICA DAS MEDIDAS DE EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA
5.1 METODOLOGIA DA ANEEL
O critério de avaliação econômica do projeto na metodologia da ANEEL é baseado na aplicação
de custos evitados. Os custos evitados são os custos verificados em decorrência da economia
anual obtida nos custos dos sistemas a montante do segmento considerado pela postergação
dos investimentos (custo da demanda evitada) e/ou redução de despesas operacionais (custo
de energia evitado).
A avaliação econômica do projeto será feita por meio do cálculo da relação custo-benefício
(RCB), obedecendo a seguinte metodologia [1]:
Onde:
Custos anualizados: Representam os custos anualizados de todos os equipamentos e
dos custos diretos e indiretos, considerando a vida útil de cada equipamento.
Benefícios anualizados: Representam a quantificação dos custos totais evitados,
multiplicando-se a quantidade da demanda e da energia evitadas, pelos respectivos
“custos unitários evitados”.
As tabelas seguintes apresentam a descrição dos benefícios e custos anualizados, bem como os
valores das relações custo-benefício.
USO FINAL ENERGIA
ECONOMIZADA
REDUÇÃO DE DEMANDA
NA PONTA
Iluminação 66,74 MWh/ano 0 kW
TOTAL 66,74 MWh/ano 0 kW
USO FINAL CUSTO
ANUALIZADO
BENEFÍCIO
ANUALIZADO RCB
Iluminação R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 0,34
TOTAL R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 0,34
Considerando a relação custo-benefício (RCB), conclui-se que o investimento é viável pela
análise econômica segundo metodologia da ANEEL.
19
5.2 RESULTADOS DA ANÁLISE ECONÔMICA
Os critérios de tomada de decisão em análise econômica podem se basear em termos do valor
presente, do valor anual uniforme e também da taxa interna de retorno. Naturalmente, as
diversas técnicas apresentam certas vantagens quando comparadas entre si. É o caso, por
exemplo, do método do custo anual com relação ao método do valor presente líquido, já que
os valores alcançados com os custos anuais são números menores e de melhor compreensão,
além do mais importante, que é a possibilidade de análise entre dois investimentos com vidas
úteis diferentes.
Valor presente líquido: O método do valor presente líquido é bastante interessante
quando se deseja comparar alternativas mutuamente excludentes. De modo que,
todos os benefícios e custos em seus diversos instantes no tempo, sejam traduzidos
para o presente. A alternativa que oferecer o maior valor presente líquido será, dentro
deste critério, a mais atraente;
Taxa interna de retorno: A taxa interna de retorno (TIR) é a taxa de juros que torna
equivalente o investimento inicial ao fluxo de caixa subsequente, ou seja, é a taxa que
torna nulo o valor presente líquido do projeto dentro de um período de tempo
estipulado;
Tempo de retorno simples: O tempo de retorno (payback) é um método que permite
avaliar em quanto tempo o investimento se paga, sendo que não considera o valor do
dinheiro no tempo;
Tempo de retorno descontado: O tempo de retorno (payback) é um método que
permite avaliar em quanto tempo o investimento se paga, sendo que este considera o
valor do dinheiro no tempo; e
Análise de sensibilidade: Tem como objetivo buscar verificar a sensibilidade do
projeto segundo a variação de alguns dos parâmetros considerados, como por
exemplo, a influência da taxa mínima de atratividade no tempo de retorno do projeto.
5.2.1 Considerações da análise econômica
Taxa mínima de atratividade (TMA) de 8% a.a.;
Não são considerados os valores de ajuste tarifário ao longo do tempo;
Período de análise de 10 anos; e
Valor recuperado da troca de equipamentos de 10% do investimento.
5.2.2 Resultado da análise econômica de medidas economicamente viáveis
Método do valor presente líquido
O valor presente líquido é de R$ 5.184,38 (deve ser positivo).
20
Método da taxa interna de retorno
A taxa interna de retorno é de 20,00% a.a. (deve ser superior a taxa mínima de atratividade).
Método do payback simples
O payback simples é de 28 meses.
Método do payback descontado
O payback descontado é de 40,5 meses.
Considerando os indicadores de viabilidade, conclui-se que o investimento é viável através
da análise econômica clássica.
5.2.3 Fluxo de caixa das medidas economicamente viáveis
Anos Investimento O&M Receita Resultado
0 -R$ 27.109,44 -R$ 27.109,44
1 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
2 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
3 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
4 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
5 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
6 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
7 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
8 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
9 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
10 -R$ 4.087,41 R$ 11.790,22 R$ 7.702,81
21
5.2.4 Análise de sensibilidade das medidas economicamente viáveis
figura 9 – valor presente líquido x taxa mínima de atratividade
figura 10 – tempo de retorno x taxa mínima de atratividade
Considerações finais
A eficiência energética requer a criatividade, o bom senso e, principalmente, a consciência da
necessidade de evitar desperdício, acompanhados de um conhecimento técnico da questão.
Para obter a redução de consumo de energia é necessária a adesão de todos os empregados
de uma organização, o que evidencia a necessidade de um programa interno de
conscientização em eficiência energética.
Este trabalho consiste em um estudo de viabilidade técnica e econômica para realização de um
projeto de eficiência energética, não esgotando, portanto, todas as possibilidades de
22
otimização da planta industrial. Busca-se, principalmente, identificar as melhores
oportunidades de economia nos principais usos finais.
O resultado apresentado pela metodologia da ANEEL (RCB = 0,34) evidencia a viabilidade para
a realização das medidas detalhadas no diagnóstico energético.
O resultado apresentado pela análise econômica clássica justifica o investimento de
R$ 27.109,44 para um tempo de retorno de 28 meses. Os demais indicadores apresentam a
viabilidade econômica do projeto, e ainda apresenta-se uma análise de sensibilidade do
projeto a fim de auxiliar na tomada de decisão em função da fonte de recursos pretendida.
5.3 SISTEMA DE MEDIÇÃO E VERIFICAÇÃO
As formas para se verificar efetivamente o resultado das ações de eficiência energética
seguem o PIMVP e podem ser resumidas conforme:
Opção A: é um processo largamente utilizado que aplica a medição efetiva de potência
elétrica ou informações de catálogo, que multiplicados pelo tempo de funcionamento,
define o consumo atual e anterior obtendo a economia de energia;
Opção B: é o processo de se utilizar medição individual em determinados usos finais a
fim de obter o consumo atual e, comparando com consumo medido anteriormente, se
obtém a economia de energia;
Opção C: efetuando acompanhamento do histórico de energia elétrica, se verifica a
redução do consumo e da demanda de energia elétrica, porém é influenciado pelo
crescimento vegetativo da instalação e variáveis climáticas; e
Opção D: é geralmente associado a aplicativos computacionais que levam em
consideração, além do consumo estipulado, o crescimento vegetativo e as variações
de outras grandezas físicas que influenciam o consumo, sendo muito utilizado para
projetos de eficiência energética em sistemas de climatização.
Para o cálculo da economia durante o diagnóstico energético foi utilizado a opção A, o
consumo estipulado. Recomenda-se associar esta forma de medição e verificação com a opção
C (medidor geral), para controlar as economias a serem obtidas após implantação do projeto.
5.4 AÇÕES DE MANUTENÇÃO PARA ECONOMIA DE ENERGIA ELÉTRICA
A primeira etapa consiste em implantar meios que permitam a medição e monitoramento dos
consumos de energia. Seguindo estas medições será possível detectar falhas, estabelecer
prioridades de ação e estimar a eficácia das intervenções. Esta fase inclui a elaboração de
“planilhas de controle”, que permitirão contabilizar a energia na indústria. As recomendações
a seguir devem ser consideradas as mais relevantes para a indústria, não esgotando, portanto
todo o assunto, quando da execução de manutenção das instalações:
23
Análise e reapertos de conexões em quadros elétricos, estado e dimensionamento de
condutores, etc.;
Adequação dos sistemas de comando e proteção;
Aproveitamento, sempre que possível, da iluminação natural (por exemplo, uso de
telhas translúcidas) e aplicação de luminárias e lâmpadas eficientes;
Manter limpa as luminárias, definido a frequência de intervenção em função do
ambiente (anualmente a falta de limpeza pode provocar uma queda na iluminância de
até 28%); e
Medição da corrente dos motores elétricos que devem operar com um carregamento
entre 60% a 90% (corrente nominal dividida pela corrente medida) e sempre que
possível optar pela utilização de motores eficientes (por exemplo, quando na queima
de motores em vez de efetuar o rebobinamento, substituir por motores de alto
rendimento).
24
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL. Manual para Elaboração do
Programa de Eficiência Energética 2008, Brasília, Distrito Federal, 2008.
[2] HADDAD, JAMIL et. al. Conservação de Energia – Eficiência Energética de Instalações e
Equipamentos. Itajubá, Minas Gerais, Eletrobrás/Procel/FUPAI, 2001.
[3] EVO, Protocolo Internacional de Medição e Verificação de Performance, 2010.
[4] Moreno Hilton, Harmônicas nas Instalações Elétricas – Causas, efeitos e soluções. São
Paulo, São Paulo, PROCOBRE, 2001.
[5] “Matemática Financeira” Abelardo de Lima Puccini, 1999
25
ANEXO I – HISTÓRICO DA INDÚSTRIA
26
RELATÓRIO DO HISTÓRICO DE GRANDEZAS
Período Tipo Consumo
(KWh/mês) Dem (kW)
Dem Fat (kW)
Dem Ultrap. (kW)
Consumo Exced (kWh)
Dem Exced (kW)
Fator de Potência
(%)
Fator de Carga (FC)
out/12 Ponta 760 56 255 0 11 0 95,64 0,21
F. Ponta 24.300 217 255 0 50 0 97,22 0,17
Total 25.060 61 0,16
set/12 Ponta 630 52 255 0 0 0 99,86 0,19
F. Ponta 17.788 225 255 0 7 0 98,46 0,12
Total 18.418 7 0,11
ago/12 Ponta 936 185 300 0 0 0 99,57 0,08
F. Ponta 41.828 312 312 0 76 0 95,89 0,20
Total 42.764 76 0,19
jul/12 Ponta 3.173 299 300 0 13 0 96,45 0,16
F. Ponta 54.518 319 319 0 335 0 93,81 0,26
Total 57.691 348 0,25
jun/12 Ponta 2.398 280 280 0 0 0 98,36 0,13
F. Ponta 53.536 317 255 62 252 0 94,31 0,25
Total 55.934 252 0,24
mai/12 Ponta 3.105 304 255 49 4 0 97,37 0,16
F.Ponta 54.655 324 255 69 482 0 93,38 0,25
Total 57.760 486 0,24
abr/12 Ponta 1.052 168 200 0 0 0 99,75 0,10
F. Ponta 33.325 289 200 89 148 0 95,61 0,17
Total 34.377 148 0,16
mar/12 Ponta 990 147 200 0 0 0 99,83 0,10
F. Ponta 31.644 241 200 41 166 0 95,61 0,20
Total 32.634 166 0,19
fev/12 Ponta 710 55 200 0 0 0 100,00 0,20
F. Ponta 23.641 214 214 0 83 0 96,61 0,17
Total 24.351 83 0,16
jan/12 Ponta 446 38 200 0 0 0 100,00 0,18
F. Ponta 15.793 208 208 0 7 0 98,10 0,11
Total 16.239 7 0,11
dez/11 Ponta 533 94 200 0 0 0 100,00 0,09
F. Ponta 24.509 231 200 31 83 0 96,13 0,16
Total 25.042 83 0,15
nov/11 Ponta 1.652 225 200 25 18 0 95,71 0,11
F. Ponta 32.353 245 200 45 403 0 94,61 0,20
Total 34.005 421 0,19
Média Ponta 1.365 159 237 6 4 0 98,55 0,14
F. Ponta 33.991 262 239 28 174 0 95,81 0,19
Total 35.356 178 0,18
27
RELATÓRIO DAS DESPESAS ATUALIZADAS COM ENERGIA ELÉTRICA
Período Tipo Consumo Demanda Ultrap. Excedente
Reativo Total
(s/ ICMS) Valor ICMS
Preço Médio (R$/MWh)
out/12 Ponta 955,20 2.608,65 0,00 13,83 3.577,67 1.461,30 4.689,27
F. Ponta 6.202,58 2.608,65 0,00 12,76 8.823,99 3.604,16 362,60
Total 7.157,77 5.217,30 0,00 26,59 12.401,66 5.065,47 493,82
set/12 Ponta 791,81 2.608,65 0,00 0,00 3.400,46 1.388,92 5.397,55
F. Ponta 4.540,39 2.608,65 0,00 1,79 7.150,82 2.920,76 401,90
Total 5.332,20 5.217,30 0,00 1,79 10.551,28 4.309,68 572,78
ago/12 Ponta 1.176,40 3.069,00 0,00 0,00 4.245,40 1.734,04 4.535,69
F. Ponta 10.676,60 3.191,76 0,00 19,40 13.887,76 5.672,46 331,56
Total 11.853,00 6.260,76 0,00 19,40 18.133,16 7.406,50 423,57
jul/12 Ponta 3.987,95 3.069,00 0,00 16,34 7.073,29 2.889,09 2.224,06
F. Ponta 13.915,72 3.263,37 0,00 85,51 17.264,60 7.051,74 315,11
Total 17.903,67 6.332,37 0,00 101,85 24.337,89 9.940,83 420,10
jun/12 Ponta 3.013,90 2.864,40 0,00 0,00 5.878,30 2.401,00 2.451,34
F. Ponta 13.665,06 2.608,65 1.268,52 64,32 17.606,56 7.191,41 303,98
Total 16.678,97 5.473,05 1.268,52 64,32 23.484,86 9.592,41 396,04
mai/12 Ponta 3.902,49 2.608,65 1.002,54 5,03 7.518,71 3.071,02 2.096,98
F. Ponta 13.950,69 2.608,65 1.411,74 123,03 18.094,11 7.390,55 302,98
Total 17.853,18 5.217,30 2.414,28 128,06 25.612,81 10.461,57 399,42
abr/12 Ponta 1.322,20 2.046,00 0,00 0,00 3.368,20 1.375,74 3.201,71
F.Ponta 8.506,21 2.046,00 1.820,94 37,78 12.410,92 5.069,25 316,65
Total 9.828,40 4.092,00 1.820,94 37,78 15.779,12 6.444,99 404,93
mar/12 Ponta 1.244,27 2.046,00 0,00 0,00 3.290,27 1.343,91 3.323,51
F. Ponta 8.077,13 2.046,00 838,86 42,37 11.004,36 4.494,74 319,91
Total 9.321,40 4.092,00 838,86 42,37 14.294,63 5.838,65 411,03
fev/12 Ponta 892,36 2.046,00 0,00 0,00 2.938,36 1.200,17 4.138,53
F. Ponta 6.034,37 2.189,22 0,00 21,19 8.244,77 3.367,58 347,85
Total 6.926,72 4.235,22 0,00 21,19 11.183,13 4.567,76 458,38
jan/12 Ponta 560,55 2.046,00 0,00 0,00 2.606,55 1.064,65 5.844,28
F. Ponta 4.031,16 2.127,84 0,00 1,79 6.160,79 2.516,38 389,98
Total 4.591,71 4.173,84 0,00 1,79 8.767,34 3.581,03 539,78
dez/11 Ponta 669,90 2.046,00 0,00 0,00 2.715,90 1.109,31 5.095,49
F. Ponta 6.255,92 2.046,00 634,26 21,19 8.957,37 3.658,64 338,73
Total 6.925,82 4.092,00 634,26 21,19 11.673,26 4.767,95 439,97
nov/11 Ponta 2.076,30 2.046,00 511,50 22,62 4.656,42 1.901,92 2.495,34
F. Ponta 8.258,10 2.046,00 920,70 102,87 11.327,67 4.626,79 318,49
Total 10.334,40 4.092,00 1.432,20 125,49 15.984,09 6.528,71 424,24
Média Ponta 1.716,11 2.425,36 126,17 4,82 4.272,46 1.745,09 3.034,04
F. Ponta 8.676,16 2.449,23 574,59 44,50 11.744,48 4.797,04 327,30
Total 10.392,27 4.874,59 700,76 49,32 16.016,94 6.542,13 431,80
28
ANEXO II – MEMORIAL DE CÁLCULO DO RCB
