Estimativa de desempenho do uso de energia elétrica em unidades industriais baseada em dados da literatura

Abstract

A eficiência energética no setor industrial é um fator crítico para o sucesso dos esforços de transição energética. No Brasil, a indústria de transformação é responsável por mais de um terço do consumo nacional de eletricidade e apresenta relevante potencial de economia de energia, muitas vezes negligenciado por seus gestores. Discussões sobre eficiência energética despertam o interesse da indústria na gestão de energia, mas barreiras de informação limitam a exploração de tais oportunidades. Este trabalho propõe um método de avaliação do desempenho do uso de energia elétrica de instalações industriais que oferece um mapeamento de suas principais ineficiências e oportunidades de conservação de energia. O método proposto baseia-se no estabelecimento de indicadores de desempenho e avalia separadamente diferentes usos de energia industrial, considerando sistemas de climatização, iluminação, motores elétricos e sistemas de ar comprimido. A avaliação de cada sistema é decomposta em dados dos equipamentos e padrões de operação, partindo de informações obtidas na unidade industrial avaliada. O desempenho de cada setor quanto ao uso de energia é calculado por método indireto, através da atribuição de perdas de energia em relação a uma instalação de alta eficiência. A metodologia emprega as Melhores Técnicas Disponíveis (MTD) em conjunto com normas técnicas e literatura. A funcionalidade do modelo é testado através da aplicação a uma unidade industrial brasileira. Os resultados sugerem um potencial de economia de energia de 18% em suas instalações. Identificou-se que 74% das oportunidades de economia se encontram no sistema motriz, especialmente os motores de recebimento no armazém B. O estudo de caso sugere que um plano de eficiência energética para esta unidade deve considerar as medidas de substituição dos motores identificados por motores de alta eficiência, aplicação de dispositivos variadores de velocidade, entre outras. Ao cumprir as medidas propostas, a unidade poderia aumentar seu desempenho energético em 15,5%. Espera-se que, por meio da metodologia de avaliação proposta, gestores de diferentes setores industriais possam identificar de forma mais assertiva as prioridades no que tange a melhorias energéticas, auxiliando na definição das estratégias de economia de energia.

Energy efficiency in the industrial sector is a critical factor for the success of energy transition efforts. In Brazil, the transformation industry is responsible for more than one-third of the national electricity consumption and has an important potential for energy savings, often overlooked by managers. Discussions on energy efficiency increase the industry's interest in energy management, but information barriers limit exploiting such opportunities. This paper proposes a method for assessing the electric energy performance of industrial facilities that provides a mapping of their main inefficiencies and opportunities for energy conservation. The proposed method is based on establishing of performance indicators and separately evaluates different industrial energy uses, considering the HVAC system, the lighting system, electric motors, and the compressed air system. The evaluation of each system is broken down into equipment data and operating patterns, based on information easily obtained from the industrial unit being evaluated. The performance of each energy use is calculated by an indirect method, by assigning energy losses relative to a high-efficiency installation. The method considers Best Available Techniques (BAT) together with considerations of technical standards and academic literature to obtain the energy loss information, and it is applied to a Brazilian industrial facility and estimates an energy savings potential of 18%. The system of greatest opportunity of 74% is its motor system, especially the motors for receiving functions in warehouse B. Thus, an energy efficiency plan for this unit should consider the replacement of the identified motors with high efficiency motors, application of variable speed devices, among other measures. By complying with these measures, the unit could increase its performance by 15.5%. It is expected that, through the proposed assessment, managers from different industrial sectors can properly identify the priorities regarding energy improvements, helping in the definition of energy saving strategies.