Integrao em Edifcios de Sistemas de micro-gerao Anlise Tarifria e Econmica aplicada a instalaes com potncias at 150kW

Francisco Maria Horta e Costa Ravara Bello

Dissertao para obteno do grau de mestre em Engenharia e Gesto Industrial

JriPresidente: Prof. Paulo Vasconcelos Dias Correia Orientador: Prof. Paulo Manuel Cadete Ferro Vogal: Joo Marcelino Dias Zambujal de Oliveira

Novembro 2009

AgradecimentosEm primeiro lugar gostaria de agradecer aos meus pais, Maria da Assuno Cunha Horta e Costa Ravara Bello e Antnio Miguel Lupi Ravara Bello, por todo o amor que sempre me deram, pela educao que me proporcionaram e por me ensinarem que apenas com todo o meu empenho e dedicao que irei conseguir atingir os meus objectivos. Em segundo lugar gostaria tambm de agradecer aos professores e investigadores que estiveram envolvidos na preparao e desenvolvimento desta dissertao por se terem sempre mostrado disponveis prestando-me todo o apoio e orientao que necessitei: Professor Joo Parente, Professor Miguel guas, Professor Paulo Manuel Cadete Ferro e Gonalo Cardoso. Por ltimo, gostaria de agradecer a todas as pessoas que partilharam comigo a experincia da passagem pelo Instituto Superior Tcnico, desde Setembro de 2004 at Setembro de 2009.

I

AbstractBuilding integrated micro-generation technologies are an effective way of promoting energy efficiency in decentralized production networks. Whether it is from production or investment incentives or trough feed in tariffs it can be affirmed that public legislations will have a significant role in the future of new energy generation technologies. In Portugal, the introduction of a new energy paradigm based in local energy systems is being promoted with the publication of several legislative documents such as the Decree Law 363/2007 or the National Plan for Action on Energy Efficiency (PNAEE). However, some flaws can be identified on the actual legislation, namely the lack of an appropriate legislation for installations ranging from 5.75 to 150kW. The goal of this work is to analyze different feed in tariff schemes that can be applied to building integrated micro-generation systems of such kind. A detailed analysis of the current Portuguese legal framing is conducted, as to verify the main characteristics that are responsible for the feed-in-tariffs unsuccessful application. An overview on feed-in-tariffs schemes applied in several countries is presented as to identify the key drivers responsible for the legislations success. In the end, conclusions are made for some characteristics that are considered essential to analyze when defining a new feed-in-tariff for Portugal. Key Words: Renewable Energies, building-integrated, feed-in-tariffs, payback on investment.

II

ResumoA integrao de sistemas de micro-gerao em edifcios uma maneira eficaz de promover a eficincia energtica em sistemas de redes descentralizadas. Seja a partir da produo ou incentivos ao investimento ou atravs da criao de tarifas de remunerao, possvel afirmar que as legislaes pblicas tero um papel preponderante no futuro das novas tecnologias de gerao de energia. Em Portugal, a introduo de um novo paradigma energtico baseado em sistemas energticos locais tem vindo a ser promovido a partir de vrios documentos legislativos tais como o decreto-lei 363/2007 ou o Plano Nacional para Aco na Eficincia Energtica (PNAEE). Contudo, os resultados no so ainda os desejveis, podendo ser identificadas vrias falhas na legislao corrente, nomeadamente a falta de uma legislao apropriada para instalaes com potncias entre os 5,75 e os 150 kW. O objectivo deste trabalho analisar diferentes esquemas tarifrios que podero ser aplicados a sistemas deste tipo. Uma anlise detalhada do actual enquadramento legal portugus conduzida, a fim de verificar quais as principais caractersticas responsveis pelo insucesso da aplicao das tarifas de remunerao. Adicionalmente, uma pesquisa sobre esquemas tarifrios aplicados noutros pases apresentada, a fim de identificar quais os factores responsveis pelo sucesso dessas legislaes. No fim, so feitas concluses sobre as caractersticas que se consideram essenciais analisar na hora de definir um novo esquema tarifrio para Portugal. Palavras-chave: energias renovveis, integrao em edifcios, tarifas remuneratrias, perodo de retorno do investimento.

III

ndice1 2 3 4 Introduo.............................................................................................................. 1 Contextualizao ................................................................................................... 3 Introduo s tarifas remuneratrias...................................................................... 6 3.1 4.1 4.2 4.3 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6 6.1 6.2 6.3 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 8 9 10 10.1 10.2 10.3 10.4 Opes Estratgicas para o estabelecimento de Tarifas Remuneratrias ...... 7 Estado da Arte .............................................................................................. 10 Descrio das tecnologias ............................................................................ 12 Concluses do Captulo ................................................................................ 23 Introduo .................................................................................................... 24 Renovveis na Hora ..................................................................................... 24 Regime Produtor Consumidor....................................................................... 31 Produtor Independente ................................................................................. 39 Concluses do Captulo ................................................................................ 49 Best Practice Unio Europeia ....................................................................... 51 Importncia das tarifas para o desenvolvimento Nacional ............................ 58 Concluses do Captulo ................................................................................ 59 Metodologia .................................................................................................. 64 Payback face ao valor da tarifa ..................................................................... 65 Payback face inflao ................................................................................ 66 VAL face ao tempo de aplicao da tarifa..................................................... 67 Outros mecanismos adicionais ..................................................................... 68 Concluses do captulo ................................................................................ 69 Introduo micro-gerao em edifcios ............................................................. 10

Enquadramento Legal em Portugal...................................................................... 24

Regulao na Europa e Resto do Mundo ............................................................ 50

Anlise aos factores chave .................................................................................. 64

Concluses e trabalho futuro ............................................................................... 72 Referncias ......................................................................................................... 74 Anexos ............................................................................................................. 77 Renovveis na Hora ..................................................................................... 77 Produtor Consumidor.................................................................................... 79 Produtor Independente ................................................................................. 80 Tarifas na Europa ......................................................................................... 81

IV

ndice de tabelasTabela 3.1.1 Anlise custo-benefcio do sistema de custos externos evitados.............. 8 Tabela 4.2.1 Resumo caractersticas energia solar fotovoltaica [26] ........................... 15 Tabela 4.2.2 Resumo caractersticas energia elica [29]. ........................................... 17 Tabela 4.2.3 Resumo caractersticas de um motor de combusto interna. ................. 19 Tabela 4.2.4 Resumo das caractersticas de uma micro-turbina. ................................ 20 Tabela 4.2.5 Resumo das caractersticas do motor Stirling......................................... 21 Tabela 4.2.6 Resumo caractersticas das clulas de combustvel .............................. 22 Tabela 5.2.1 Sistemas registados ao abrigo do decreto-lei 363/2007, para o regime geral [37]..................................................................................................................... 25 Tabela 5.2.2 Tarifas aplicadas em 2008, para as diferentes tecnologias. ................... 26 Tabela 5.2.3 Resultados do decreto-lei 363/2007 em relao ao n de sistemas licenciados [37] ........................................................................................................... 28 Tabela 5.2.4 Valores considerados para a anlise econmica do sistema sob o regime bonificado. .................................................................................................................. 29 Tabela 5.2.5 Resultados do cash-flow de um sistema de 1kW ao abrigo do regime bonificado. .................................................................................................................. 30 Tabela 5.2.6 Custo e receitas, kit fotovoltaico. Preos disponveis na internet. ........... 30 Tabela 5.2.7 Indicadores econmicos das empresas analisadas aps considerar todos os parmetros ............................................................................................................. 31 Tabela 5.3.1 Tarifrio de mdia utilizao para a BTE, em /kWh [40]. ...................... 32 Tabela 5.3.2 Valores do coeficiente Ct segundo o decreto-lei 68/2002 [38]. ............... 32 Tabela 5.3.3 ndice de preos do consumidor sem habitao para Dezembro de 2001 a 2004 [41].................................................................................................................. 33 Tabela 5.3.4 Produtor Consumidor: Valores considerados para a anlise econmica de um sistema fotovoltaico .............................................................................................. 34 Tabela 5.3.5 Repartio da produo elctrica num dia de funcionamento ................ 35 Tabela 5.3.6 Produtor Consumidor: Indicadores econmicos sistema fotovoltaico de 100 kW. ...................................................................................................................... 35 Tabela 5.3.7 Valores considerados para a anlise econmica do sistema de cogerao....................................................................................................................... 36 Tabela 5.3.8 Produtor Consumidor: Balano elctrico sistema co-gerao................. 36 Tabela 5.3.9 Produtor Consumidor: Balano do gs natural do sistema de co-gerao. ................................................................................................................................... 37 Tabela 5.3.10 Produtor Consumidor: Receitas e redues de custos no sistema de cogerao....................................................................................................................... 37 Tabela 5.3.11 Produtor Consumidor: Despesas com gs natural, sistema co-gerao. ................................................................................................................................... 38 Tabela 5.3.12 Produtor Consumidor: cash-flow do sistema de co-gerao. ................ 38 Tabela 5.4.1 Diferenciao das vrias tecnologias em termos de coeficiente, capacidade mxima e tempo de aplicao segundo o decreto-lei 225/2007, Produtor Independente............................................................................................................. 41 Tabela 5.4.2 Produo de energia elctrica em Portugal nos anos de 2006, 2007 e 2008 [24][51]. .............................................................................................................. 44 Tabela 5.4.3 Calculo da taxa de emisses do SEN (2006). ........................................ 45 Tabela 5.4.4 Clculo das Emisses do SEN no ano de 2002. .................................... 45

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Tabela 5.4.5 Produtor Independente: Valores considerados para a anlise econmica do sistema 1. .............................................................................................................. 47 Tabela 5.4.6 Produtor Independente: Indicadores econmicos sistema 1................... 48 Tabela 5.4.7 Produtor Independente: Valores considerados para a anlise econmica do sistema 2. .............................................................................................................. 48 Tabela 5.4.8: Indicadores econmicos sistema 2........................................................ 48 Tabela 6.1.1 Comparao das tarifas previstas pelos decretos 1578/2008 e 661/2007 para a energia fotovoltaica. ......................................................................................... 54 Tabela 6.1.2 Tarifa aplicada em Frana para a energia solar fotovoltaica................... 56 Tabela 6.1.3 Tarifas praticadas em Itlia para a energia solar fotovoltaica [68]. ......... 57 Tabela 6.3.1 Comparao do valor das vrias tarifas nos pases analisados ............. 60 Tabela 6.3.2 Mecanismos de reviso das tarifas nos pases analisados..................... 61 Tabela 6.3.3 Tempo de aplicao das vrias tarifas nos pases analisados ............... 61 Tabela 6.3.4 Diferenciao pela capacidade dos sistemas nos esquemas tarifrios aplicados nos quatro pases. Em MW. ........................................................................ 61 Tabela 6.3.5 Capacidade instalada de energia solar fotovoltaica at fim de 2008 nos quatro pases analisados ............................................................................................ 62 Tabela 7.1.1 Produtividade elctrica da tecnologia e valor da tarifa praticada em cada pas. ............................................................................................................................ 65 Tabela 7.1.2 Valores de referncia considerados para a anlise ao investimento. ..... 65 Tabela 7.2.1 Tarifa mdia de cada pas vs o payback do investimento ....................... 66 Tabela 7.4.1 Valor actualizado lquido do investimento ao tempo de aplicao da tarifa em cada pas. ............................................................................................................. 68

ndice de ilustraesIlustrao 1.1 Consumo mundial de energia primria at 2008, em MTep [2]. .............. 3 Ilustrao 4.2.1 Esquema de ligao de um painel rede [23]. .................................. 14 Ilustrao 4.2.2: Previso da capacidade instalada de painis fotovoltaicos em Portugal at ao ano 2013 [25]. .................................................................................... 15 Ilustrao 4.2.3 Turbina Skystream 3.7 [28] ................................................................ 16 Ilustrao 4.2.4 TEEV Helix Wind [29]. ....................................................................... 16 Ilustrao 4.2.5 Comparao dos rendimentos entre co-gerao e produo separada de calor e electricidade. .............................................................................................. 18 Ilustrao 4.2.6 Exemplo de uma micro-turbina a gs [31]. ......................................... 20 Ilustrao 4.2.7 Corte de um motor Stirling [33]. ......................................................... 21 Ilustrao 4.2.8 Representao do interior de uma clula de combustvel [34]. .......... 22 Ilustrao 5.2.1 Evoluo da tarifa para o regime bonificado VS tarifa a aplicar para instalaes licenciadas em 2008................................................................................. 26 Ilustrao 5.2.2 Esquematizao do processo de licenciamento de uma unidade de micro-produo. Renovveis na Hora ......................................................................... 27 Ilustrao 5.3.1 Produtor Consumidor: Perodo de retorno do investimento do sistema em relao percentagem de calor utilizada. ............................................................. 38 Ilustrao 5.4.1 Esquema do processo de licenciamento, ao abrigo do decreto-lei 225/2007..................................................................................................................... 42

VI

Ilustrao 5.4.2 Taxa de emisso de CO2 pelas vrias tecnologias de produo de electricidade [52]......................................................................................................... 44 Ilustrao 5.4.3 Evoluo da taxa de emisses do SEN. REN .................................... 46 Ilustrao 5.4.4 Diagrama de carga do dia de ponta anual para o ano de 2006 [53]. .. 47 Ilustrao 5.5.1 Esquemas actuais de apoio ao desenvolvimento de energias renovveis na EU [57]................................................................................................. 50 Ilustrao 6.1.1: Evoluo da capacidade de energia solar fotovoltaica instalada em Espanha. .................................................................................................................... 54 Ilustrao 6.1.2 Previses da capacidade total de painis fotovoltaicos em Itlia at 2012 [26]..................................................................................................................... 57 Ilustrao 6.3.1 Capacidade acumulada instalada de painis solares fotovoltaicos nos quatro pases analisados [26]. .................................................................................... 62 Ilustrao 7.2.1 Anlise sensibilidade ao perodo de retorno do investimento para o sistema considerado nos diferentes pases, variando o valor da tarifa. ....................... 65 Ilustrao 7.3.1 Anlise sensibilidade ao perodo de retorno do investimento para o sistema considerado nos diferentes pases, considerando a reviso pela inflao. .... 67 Ilustrao 7.4.1 Anlise influncia do tempo de aplicao da tarifa para a viabilidade do investimento........................................................................................................... 68 Ilustrao 7.5.1 Influncia dos subsdios ao investimento no perodo de retorno do investimento. .............................................................................................................. 69 Ilustrao 7.6.1 Ciclo de vida de um produto .............................................................. 70

VII

ndice de Abreviaturas PNAEE Plano Nacional para Aco na Eficincia Energtica; GEE Gases com Efeito de Estufa; FERs Fontes de Energia Renovvel; AIE Agncia Internacional de Energia; EU Unio Europeia; EUA Estados Unidos da Amrica; PD Produo Descentralizada; FIT Feed in Tariff; TEEH Turbina Elica de Eixo Horizontal; TEEV Turbina Elica de Eixo Vertical; RCE Rcio Calor Electricidade; RFE Rcio Frio Electricidade; EPIA Agncia Europeia da Indstria Fotovoltaica; PEMFC Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; SOFC Solid Oxide Fuel Cells; SRM Sistema de Registo da Micro-produo; ERIIE Entidade Regional Inspectora de Instalaes Elctricas; EDP Electricidade de Portugal; PVGIS Photovoltaic Geographic Information System; BTE Baixa Tenso Especial; SEM Sistema Elctrico Nacional; ERSE Entidade Reguladora dos Servios Energticos; DRE Direco Regional do Ministrio da Economia; DGGE Direco Geral de Geologia e Energia; E4 Eficincia Energtica e Energias Endgenas; PPI Processo Preliminar de Informao; PI Produtor Independente; VAL Valor Actual Lquido; TIR Taxa Interna de Rentabilidade; EEG Lei das Energias Renovveis; GSE Gestora dos Servios Elctricos;

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1 IntroduoO desenvolvimento e disseminao de tecnologias de produo de energia renovvel representa uma oportunidade nica de reduzir as emisses de gases com efeito estufa (GEE), preservando o ambiente e contribuindo para um futuro mais sustentvel. Uma vez que a grande maioria destas tecnologias permitem o aproveitamento dos recursos naturais presentes em cada pas para a produo de energia, oferecem tambm aos pases a oportunidade de melhorar a sua segurana energtica, e de acelerar o seu desenvolvimento econmico e social, desde que associadas a uma estratgia de estmulo a contedos regionais, sendo que a explorao das mesmas resulta num foco de estmulo econmico local. As vantagens das energias renovveis so inmeras, seja devido aos seus reduzidos nveis de emisses de GEE ou possibilidade de levar a energia aos locais mais remotos do mundo, uma vez que com a maioria destas tecnologias se pode produzir energia localmente sem recorrer a uma rede, contudo, a maior parte das tecnologias baseadas em fontes de energia renovvel (FERs) acarretam ainda um grande problema que dificulta o seu desenvolvimento e comercializao: o investimento. No geral, em comparao com as fontes de energia convencionais baseadas em combustveis fsseis estas tecnologias ainda no so economicamente competitivas por si s, sendo necessria a atribuio de subsdios e apoios ao investimento a fim de as tornar numa realidade, os quais devem resultar num estmulo ao desenvolvimento de actividades de elevado valor acrescentado no pas. ento importante criar as condies necessrias para que o investimento num tipo de energia renovvel seja considerado uma opo competitiva. As tarifas remuneratrias so uma forma de apoiar e subsidiar as energias renovveis e so neste momento um dos mecanismos de apoio com mais sucesso no mundo, e em particular na Unio Europeia (EU). Em geral, estas tarifas remuneratrias prevem a ligao dos sistemas rede que, por sua vez, fica comprometida, durante um perodo pr-definido, a adquirir a energia produzida a um preo atraente, estabelecido pela legislao. Portugal no excepo e existem actualmente vrios decretos-lei que definem tarifas remuneratrias. Contudo, salvo a energia hdrica e elica, que j contribuem com uma parte significativa para a produo elctrica em Portugal [51], a penetrao das energias renovveis em Portugal ainda bastante inferior ao seu potencial. O objectivo deste trabalho de analisar a legislao tarifria Portuguesa a fim de sugerir eventuais melhoramentos e ao mesmo tempo identificar quais os factores mais importantes a considerar na possvel criao de uma nova tarifa de remunerao.

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O trabalho composto por oito captulos, sendo que no prximo e segundo captulo feita uma contextualizao do problema, inserindo-o no paradigma energtico, econmico e social da sociedade actual. O captulo trs apresenta uma introduo ao conceito de tarifa de remunerao, a sua definio, as vrias partes que a compem e quais os aspectos mais importantes para se construir um esquema tarifrio; No captulo quatro introduzido o conceito de micro-gerao, onde na primeira parte se foca o reconhecimento das tecnologias mais indicadas para integrao em edifcios, seguido duma descrio mais pormenorizada e tcnica das tecnologias mencionadas no incio; No captulo cinco feita uma anlise ao enquadramento legal em Portugal, com o objectivo de identificar quais os pontos fortes e fracos da corrente legislao e assim poder propor alteraes de forma a beneficiar a implementao de tecnologias de micro-gerao no pas; O captulo seis apresenta uma anlise s tarifas remuneratrias aplicadas em vrios pases da EU, nomeadamente Espanha, Alemanha, Frana e Itlia, a fim de perceber quais os factores que condicionaram o desenvolvimento das tecnologias baseadas em FERs nesses pases; Aps se identificarem os factores mais importantes das tarifas remuneratrias de cada pas feita uma anlise s mesmas, no captulo sete, a fim de quantificar e perceber a influncia de certos aspectos no possvel sucesso de um esquema tarifrio. Por fim, no captulo oito, apresentam-se as concluses do trabalho, descrevendo-se o que foi conseguido com o trabalho desenvolvido, as vantagens e limitaes do mesmo e recomendaes para futuro trabalho.

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2 ContextualizaoDurante os sculos XX e XXI o mundo assistiu a um rpido crescimento do consumo de energia, consumo esse que se prev que continue a aumentar a uma taxa de 1,6% ao ano [1]. De acordo com a Agencia Internacional de Energia (AIE), esperado que o consumo de energia primria chegue, em 2030, a 17.010Mtep, mais 45% do que o valor de 11.730Mtep registados em 2006 [1]. O impacte desta realidade energtica global no est apenas a influenciar negativamente o ambiente, mas tambm alguns aspectos sociais e econmicos. Os combustveis fsseis e o urnio so cada vez mais restritos enquanto o consumo destes recursos est a aumentar. Como resultado, os preos aumentam, assim como o risco de conflitos causados pela escassez da oferta dos recursos energticos. Na maior parte dos pases, a oferta de energia est fortemente dependente de recursos como o carvo, petrleo, gs ou urnio.

Ilustrao 1.1 Consumo mundial de energia primria at 2008, em MTep [2].

Em relao Unio Europeia (EU), a dependncia da importao destes recursos j excede 50% e tido como certo que este valor ir aumentar, enquanto nos Estados Unidos da Amrica (EUA) o fornecimento de combustveis fsseis est-se a tornar um assunto de segurana nacional [3]. A esta ameaa de falta de oferta de energia acresce o facto de existirem ainda mais de dois bilies de pessoas sem acesso a qualquer tipo de energia, o que mostra a urgente necessidade da implementao de novas solues que ajudaro a sociedade a mudar a sua direco.

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As energias renovveis tero e tm actualmente um papel muito importante no combate a esta realidade, contudo, excepo da energia hdrica, que tem um papel bastante representativo na produo elctrica mundial [2], ainda tm uma expresso pouco significativa no panorama da produo energtica mundial. Hoje em dia ainda existem muitas barreiras que dificultam o crescimento destas tecnologias, sendo o alto custo apresentado, face s energias convencionais, o grande responsvel pela fraca contribuio das energias renovveis. Por outro lado, existem diversas foras que tm acelerado a necessidade de se criarem alternativas aos combustveis fsseis, principalmente na gerao de energia elctrica tais como: Procura global de electricidade: o consumo de energia tem vindo a crescer, pelo que necessrio encontrar outras formas de gerao energtica; Alteraes climticas: Existe cada vez mais uma consciencializao das pessoas em relao ao ambiente, onde as energias renovveis se apresentam como uma forma de produzir energia limpa, amiga do ambiente. Segurana do fornecimento: Uma grande parte do petrleo consumido vem de pases e estados considerados hostis para os principais consumidores de energia, pelo que existe risco de conflito e de falta de fornecimento de combustveis. Preo dos combustveis convencionais: Os combustveis fsseis esto cada vez mais caros e face sua existncia limitada provvel que continuem a encarecer. Assim, os polticos de todo o mundo so obrigados, eticamente, politicamente e economicamente, a criar as condies necessrias para um rpido e sustentvel crescimento das energias renovveis. crucial acelerar a substituio dos combustveis fsseis pelas energias renovveis, de modo a reduzir eficazmente as emisses de GEE e de tornar a eficincia energtica numa parte importante das nossas vidas. A produo descentralizada (PD) pode ser definida como a produo de energia no ou perto do ponto de consumo, qualquer que seja o tamanho, tecnologia ou combustvel utilizado, ligado ou no ligado rede. A crescente penetrao deste novo conceito energtico no sistema elctrico actualmente um assunto de grande discusso e esperado que durante os prximos vinte anos a PD tenha cada vez um papel mais significativo no mercado e estrutura do sector elctrico Europeu, complementando ou substituindo parcialmente a gerao elctrica convencional [3]. As fontes de energia descentralizada podem contribuir significativamente para o aumento da eficincia global dos sistemas energticos actuais, obtendo-se assim uma reduo de custos e emisses de GEEs. Tendo em conta a limitada mobilidade do calor e do vapor, as estruturas de energia descentralizada do azo ao desenvolvimento de novas aplicaes para sistemas de cogerao tais como os sistemas de micro-cogerao ou as pilhas de combustvel. No campo da oferta de electricidade, a proximidade entra a oferta e a procura reduz as perdas na rede de distribuio e transporte. Contudo, as tecnologias de PD e de micro-gerao so

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ainda muito caras para o consumidor final, pelo que os incentivos econmicos e as regulaes pblicas so essenciais para fortalecer o desenvolvimento e proporcionar um futuro lucrativo para este novo conceito de energia. As tarifas remuneratrias feed in tariffs (FITs) so um exemplo de legislao ou incentivo e representam uma taxa paga por kWh ao produtor da energia, a um preo que seja suficiente para tornar os investimentos nesse tipo de energias em opes lucrativas. Este tipo de legislao tem provado ser o mecanismo de estmulo ao investimento em tecnologias de energia renovvel com mais sucesso em todo o mundo. De facto, as tarifas remuneratrias resultaram numa maior capacidade instalada e num maior desenvolvimento e estimulao das industrias de energias renovveis que qualquer outro mecanismo pblico [5] . A aplicao deste conceito em sistemas integrados em edifcios de grande interesse, no sentido em que os edifcios so grandes consumidores de energia, atingindo, por exemplo, cerca de 35% de toda a energia primria e 60% de toda a electricidade consumida em Portugal [5], mas tambm na medida em que apresentam solues que podem satisfazer as vrias necessidades energticas de uma casa, seja ela trmica produzindo ou calor ou frio ou elctrica.

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3 Introduo s tarifas remuneratriasUma tarifa remuneratria um instrumento utilizado para promover o investimento em tecnologias energticas que usem FERs, as quais tenham um interesse estratgico para o pas. Este esquema prev a ligao dos sistemas rede, que por sua vez adquire a energia gerada a um preo pr-definido pela legislao que torne um investimento numa tecnologia de energia renovvel numa opo lucrativa, ou pelo menos vivel. Ao propor um esquema tarifrio necessrio analisar vrios aspectos tais como a margem de lucro proporcionada ao investidor, a quantidade de tecnologias utilizadas e a potncia dos sistemas, ou o tempo em que a tarifa remuneratria vai ser aplicada. Contudo, igualmente importante ter em conta a influncia que essa tarifa poder ter para o pas onde est inserida. Sendo que necessrio investir bastantes recursos econmicos, naturais e humanos crtico que o esquema tarifrio beneficie a longo prazo a sua regio ou pas em termos ambientais, econmicos ou energticos, por exemplo na criao de novos postos de trabalho, incluindo os mais qualificados, ou reduo das importaes de combustveis. Na dimenso ambiental, os benefcios de promover tecnologias de micro-gerao so directos, uma vez que a produo de calor ou electricidade a partir destas tecnologias geralmente proporciona uma reduo de emisses de GEE por kWh de energia convertida. Em 2005, cerca de um tero de todas as emisses mundiais de GEEs (1,8 bilies de toneladas) resultou da produo de calor, frio ou electricidade em edifcios residenciais e comerciais [6]. Em relao ao controlo de emisses, Portugal obrigado pelo Protocolo de Quioto a reduzir significantemente as emisses de carbono e a integrao destas tecnologias podero ter um papel preponderante no cumprimento dos objectivos traados. Como foi dito anteriormente, a promoo da PD traz vrios benefcios que podem ser atingidos com a integrao de sistemas de micro-gerao em edifcios, pelo que a vertente energtica tambm afectada. Tal como outros pases da Unio Europeia, Portugal bastante dependente do fornecimento externo de combustveis fsseis. Sendo que a maior parte desse combustvel produzido em zonas geogrficas do globo politicamente instveis, crtico para o pas se tornar cada vez mais independente em termos energticos. Por fim, a influncia de uma tarifa remuneratria no paradigma econmico talvez a mais importante, sendo essencial criar as infra-estruturas necessrias para criar o mximo de valor possvel e beneficiar deste mercado da melhor maneira. Como dito, Portugal j um pas baseado nas importaes e a oportunidade criada por esta realidade deve ser aproveitada. essencial investir numa oferta interna destas tecnologias, seja a partir da produo integral de produtos como, por exemplo, mdulos fotovoltaicos ou turbinas elicas, ou com a produo de componentes para esses produtos. Por exemplo, a Martifer, empresa dedicada construo e energia, tem investido fortemente no desenvolvimento, produo e comercializao de tecnologias de energias renovveis. Sendo mais conhecida pela sua participao no mercado

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da energia elica, a empresa est tambm presente no segmento da energia solar fotovoltaica tendo construdo uma fbrica de mdulos fotovoltaicos no norte do pas. Iniciativas e investimentos como estes so muito importantes na demanda de tornar este mercado numa estrutura de criao de valor para Portugal, em vez de ser mais uma razo para a importao.

3.1 Opes Estratgicas para o estabelecimento de Tarifas RemuneratriasNos dias que correm, 18 dos Estados Membros da Unio Europeia aplicam uma variedade de diferentes designs de tarifas remuneratrias[8]. As diferenas vo do facto de haver, ou no, uma obrigao de compra, at ao mtodo usado para a determinao e ajustamento do valor monetrio pago. Vrios conceitos distintos so aplicados para ter em conta os diferentes custos de gerao dentro de cada tecnologia. Ainda, alguns pases aplicam taxas de regresso para o valor de venda tendo em conta a reduo dos preos das tecnologias, evitando assim compensaes demasiado altas para os investidores. Um dos aspectos mais importantes no design de tarifas remuneratrias a determinao de um valor e durao da aplicao da tarifa de remunerao. Uma possibilidade definir o preo tendo em conta os custos de gerao de electricidade ou ento, tendo em conta os custos externos que so evitados por se estar a utilizar tecnologias baseadas em FERs.

3.1.1

Custos de gerao de electricidade

Como os custos de gerao de electricidade variam de acordo com as tecnologias baseadas em FERs, o design da tarifa dever definir preos diferenciados por tecnologia. Segue-se uma lista de factores que se considera que influenciem os custos de gerao e que, por conseguinte, devem ser considerados na altura de definir os valores das tarifas: Investimento inicial; Custos de licenciamento, seguros, etc. Custos de operao e manuteno; Custos de combustvel; Inflao; Taxas de juro para o capital investido (custo de oportunidade); Margem de lucro dos investidores.

O valor de remunerao ser ento definido pela quantidade de electricidade que se espera que seja gerada durante o tempo de vida da central. A maior parte dos pases da UE que aplicam tarifas usam o conceito de custos de gerao para determinar o nvel da tarifa.

3.1.2

Custos externos evitados

Alm dos custos de gerao, outros factores, como os custos externos evitados, podem ser considerados ao fixar o nvel de remunerao.

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Entre outros, os seguintes custos externos podem ser considerados durante a produo de electricidade: Alteraes climticas; Poluio Atmosfrica; Perda de produtividade agrcola; Perdas na rede de distribuio e transporte; Dependncia da oferta de energia.

Esta maneira de regular a actividade de produo de electricidade a partir de FERs tem alguns benefcios, contudo, tem tambm algumas desvantagens. Esta relao custo-benefcio apresentada na tabela seguinte. Vantagens o No s os custos de gerao de electricidade so tidos em conta, mas tambm outros factores, como as emisses de CO2. o Devido possibilidade de haver uma tarifa remuneratria diferente consoante a gerao seja feita durante o dia ou a noite, o sistema orientado para a procura visto que esta maior durante o dia.Tabela 3.1.1 Anlise custo-benefcio do sistema de custos externos evitados.

Desvantagens o O valor da tarifa muito difcil de administrativa e baixa transparncia. o Incerteza para os investidores devido ao valor de remunerao depender de tantos parmetros, sendo o mesmo difcil de prever.

determinar, o que causa alta complexidade

Tem-se provado no passado que o valor e uma durao garantida da tarifa remuneratria assim como segurana do investimento tm sido factores cruciais para atrair novos investidores e aumentar a explorao da electricidade a partir de FERs [5]. Sendo que os custos de gerao das diferentes tecnologias variam, uma tarifa remuneratria para ter sucesso deve oferecer valores especficos para cada tecnologia. A remunerao no deve s cobrir os custos de explorao mas tambm providenciar uma certa margem de lucro ao investidor. Por outro lado, os custos tm de ser suportados por algum. Geralmente estes custos so includos no preo da electricidade geral sendo assim transferidos para os consumidores. Neste caso, tarifas remuneratrias elevadas levam a benefcios para os investidores mas tambm a um aumento da conta de electricidade dos consumidores. A definio de uma tarifa remuneratria apropriada um desafio, pelo que as entidades responsveis tm de equilibrar entre pacotes que sejam atractivos para os investidores e ao mesmo tempo proteger os consumidores da subida dos preos da electricidade.

8

3.1.3

Reviso das Tarifas de remunerao

As tarifas tm de ser revistas regularmente a fim de assegurar que esto bem enquadradas com a realidade da tecnologia e com os objectivos propostos aquando a sua introduo. Por exemplo, os custos de produo da energia podem sofrer alteraes significativas devido variao do preo dos materiais (ex: ao ou silicone) ou devido a avanos tecnolgicos. Diferentes mtodos de reviso das tarifas remuneratrias podem ser aplicados: Reviso peridica de ajustamento; Ajustamento dependente da capacidade instalada;

tambm necessrio decidir se o ajustamento do valor da remunerao aplicado apenas a novas instalaes ou tambm as existentes. A inflao tambm uma questo que ter de ser tida em conta neste assunto. Entre outros factores, uma regulao estvel com longos perodos de tarifas remuneratrias fixas pode levar ao aumento do desenvolvimento das energias renovveis visto que os investimentos se tornam mais apetecveis e mais seguros, facto que foi comprovado em Espanha, Alemanha e Dinamarca nos ltimos anos [5]. Contudo, a fim de garantir ao sistema um nvel de flexibilidade suficientemente alto para reagir a rpidas mudanas nos custos das tecnologias e preos da electricidade, a maior parte das tarifas remuneratrias prev a reviso peridica das mesmas.

9

4 Introduo micro-gerao em edifcios4.1 Estado da ArteA micro-gerao pode ser definida como a gerao de energia (calor e/ou electricidade) que produzida pelo prprio consumidor (empresa ou particular) utilizando equipamentos de pequena escala, nomeadamente painis solares, micro turbinas, turbinas elicas, pilhas de combustvel ou outro tipo de tecnologia. Este termo aplicado tanto para a gerao de electricidade, que em alguns casos pode ser vendida rede, como para a gerao de calor, fornecendo aquecimento ambiente e/ou de guas sanitrias. Uma srie de artigos e relatrios sobre a integrao destes sistemas em edifcios j foi publicada, considerando-se essencial para este trabalho analis-los e procurar o que j foi estudado e que concluses foram obtidas a partir desses estudos. Como dito, a energia elica uma possibilidade para estes sistemas, tendo algumas vantagens, mas tambm desvantagens, algumas j apontadas por alguns autores. Em particular M.T. Iqbal [10] conduziu um estudo para analisar a viabilidade de uma habitao com balano energtico nulo no Canad, usando turbinas elicas como tecnologia principal de gerao elctrica. Neste estudo, o autor salienta a importncia do ajuste da velocidade do vento com a procura de energia, concluindo tambm que o sistema ainda um pouco dispendioso, representando cerca de 30% do custo tpico duma habitao na zona. No Reino Unido os autores Bahaj et al.[11] apresentam um estudo sobre o output das turbinas elicas em diferentes localizaes do pas, concluindo que apenas em alguns dos casos o perodo de retorno de investimento do sistema menor que o seu tempo de vida, enaltecendo a necessidade de se reduzirem os preos das tecnologias e se ajustarem as tarifas remuneratrias. Os autores apontaram dois factores chave para a viabilidade destes sistemas: Localizao: Num ambiente urbano muito importante encontrar o melhor local para instalar o sistema. Neste caso, ao dobrar a altura do sistema, e por conseguinte, aumentar a velocidade do vento, o perodo de retorno de investimento decresce substancialmente. Tarifas remuneratrias: sem uma tarifa bem enquadrada no provvel que os sistemas se tornem economicamente viveis para o investidor. Dayan E. [12] foca-se nos problemas destes sistemas, incluindo a aceitao por parte do pblico e a confiana na energia elica, apresentando uma pesquisa sobre as tecnologias disponveis no mercado e as tecnologias emergentes criadas para ultrapassar os obstculos mencionados. O autor menciona trs tipos de tecnologias de energia elica que esto neste momento disponveis e em desenvolvimento. As turbinas elicas de eixo horizontal (TEEHs), que so as mais comuns no mercado, as turbinas elicas de eixo vertical (TEEVs) que foram desenvolvidas para obter uma melhor relao com ventos turbulentos em ambientes urbanos e

10

a

tecnologia

em

desenvolvimento

das

chamadas

turbinas

aumentadas

que

usam

concentradores para aproveitar melhor os ventos criados nas proximidades dos edifcios. Em relao tecnologia solar fotovoltaica, um artigo por Bahaj et al.[13] analisa o valor acrescentado da tecnologia solar fotovoltaica em casas sociais de baixo consumo energtico no Reino Unido referindo a importncia de se aumentar a conscincia energtica, de modo a educar a sociedade e atingir poupanas energticas de longo prazo. No mesmo estudo, os autores falam sobre os benefcios indirectos dos sistemas solares concluindo que a certo nvel e quando combinado com a percepo e comportamento correctos por parte do consumidor, podem resultar numa reduo significativa do consumo energtico. Nas concluses do trabalho a importncia de coincidir a procura com a oferta de energia e assim prescindir do uso de baterias salientada, referindo mesmo que este um factor chave para o futuro desta tecnologia. O autor Bahaj conduziu tambm um nmero de outros estudos sobre painis solares fotovoltaicos, concluindo sobre os seus benefcios directos e indirectos [13] ou estudando o design e a integrao destes sistemas em edifcios [14]. Tal como os autores anteriores, Ruther et al.[15] conduziram uma anlise sobre a influncia de coincidir a procura com a energia fornecida pelo sol. Segundo os mesmos, existe um grande potencial de utilizao dos painis se os picos de procura ocorreram nas horas com mais calor e mais sol. Os autores definem tambm que as centrais fotovoltaicas podem reduzir significantemente a necessidade de satisfazer a procura por meio de electricidade produzida nas centrais tradicionais causada pelos picos de procura que ocorrem no vero, em zonas onde a mesma composta por estabelecimentos comerciais que ligam os seus sistemas de ar condicionado, prevenindo assim eventuais rupturas de oferta. Ainda sobre a integrao de sistemas fotovoltaicos em edifcios, M.Oliver e T. Jackson [16] analisaram esta tecnologia comparando os custos de um sistema solar integrado num edifcio (funcionando tambm como material de revestimento), com uma central solar fotovoltaica e uma oferta de electricidade convencional. Concluram que os sistemas integrados em edifcios oferecem redues de custos tanto em termos energticos como econmicos face s centrais solares, contudo, um foco em incentivos e na reduo de custos essencial para tornar estes sistemas em investimentos econmicos sustentveis. O clima tambm um aspecto muito importante a considerar nos sistemas fotovoltaicos. De facto, a sua performance fortemente dependente dele. Wei Tian et al.[17] estudaram essa mesma influncia e concluram que em reas urbanas, temperaturas ligeiramente menores reflectiam melhores eficincias de converso, ao passo que em reas rurais essa reduo da temperatura reflectiam piores desempenhos pelos painis. Num nvel diferente, os sistemas de micro-cogerao so tambm sistemas com grande potencial para aplicaes residenciais e comerciais. Em particular, num trabalho dos autores dAccadia et al.[18], uma pesquisa de mercado e uma perspectiva tecnolgica apresentada, assim como uma anlise energtica da aplicao da co-gerao em edifcios residenciais. O

11

estudo identifica trs tipos de micro-cogerao que formam a base destes sistemas pilhas de combustvel, motores Stirling e motores de combusto interna -, referindo que o futuro destes sistemas para aplicaes domsticas ser fortemente influenciado por avanos tecnolgicos assim como por outros factores externos como polticas de subsdio ou os preos do gs e da electricidade. Numa perspectiva diferente, Jens Matics et al. [19] foca-se na importncia de gesto da oferta energtica numa instalao de micro-cogerao, que tem de mediar entre aspectos de minimizao de custos e de conforto para os utilizadores. Conclui que existe uma vantagem em usar sistemas de inteligncia artificial sendo que podem oferecer excelentes resultados para a performance dos sistemas. No outro lado da equao, Li Chao-Zhen et al. [20] apresenta um estudo sobre a influncia da procura energtica na viabilidade de sistemas de frio e calor. Vinte e cinco casos com diferentes Rcios de Calor-Electricidade (RCE) e de Frio-Electricidade (RFE) so calculados baseados na procura de energia de um hotel em Xangai. Como referido, os RFE tm uma grande influncia na viabilidade destes sistemas, sendo que em muitos casos fazem decrescer os valores de rendimento. De facto, os autores referem que as vantagens destes sistemas face a sistemas convencionais de oferta energtica derivam principalmente do calor e da electricidade gerados. Ainda sobre a viabilidade de sistemas de micro-cogerao para propsitos residenciais, Evgueniy Entchev et al. [21] analisam as caractersticas destes sistemas em relao a sua integrao em edifcios, design e rendimento dos sistemas. Para este trabalho, duas residncias idnticas foram usadas para comparar as diferenas de usar, ou no, um sistema de micro-cogerao para abastecer as cargas trmicas e elctricas. A concluso obtida foi que com a introduo destes sistemas possvel atingir melhores eficincias. Depois de conduzir uma pesquisa sobre a literatura referida, possvel afirmar que os factores chave para um futuro promissor so bastante similares para as diferentes tecnologias. Ter de haver uma maior consciencializao, de modo a mudar alguns hbitos dos consumidores e novas opes tero de ser testadas. Existe ainda muito para ser desenvolvido, contudo, inegvel que os preos das tecnologias e combustveis, assim como polticas pblicas sero essenciais para o sucesso do desenvolvimento deste novo conceito de energia.

4.2 Descrio das tecnologiasAps se reconhecerem e identificarem os tipos de tecnologia que podero ter mais sucesso na implementao em edifcios considera-se muito importante conhece-los um pouco melhor, como funcionam e que custos tm, ou at que sistemas existem disponveis no mercado. Alm de uma breve descrio do modo de funcionamento de cada tecnologia, as mesmas sero caracterizadas em termos de: Custo do Investimento (/kW); Custos de manuteno e operao (/kWh); Disponibilidade Comercial;

12

Rendimento/Eficincia ; Combustvel Utilizado ; Impactes Ambientais; Tempo de vida til do sistema;1

1

4.2.1

Energia solar fotovoltaica

A energia proveniente do Sol pode ser aproveitada para gerar electricidade. Este processo pode ser efectuado por duas vias: 1. A fotovoltaica, onde se converte directamente a luz solar em electricidade atravs de processos fsicos que ocorrem em determinados materiais (meios semi-condutores); 2. A solar trmica elctrica, onde se utiliza o calor irradiado pelo Sol para aquecer um fludo a elevadas temperaturas, de modo a produzir vapor, atravs do qual se pode gerar electricidade. Uma instalao fotovoltaica composta por um grupo gerador, formado por uma extenso de painis solares fotovoltaicos, um regulador de carga, um grupo acumulador e um inversor. Nos sistemas fotovoltaicos a luz solar convertida em energia elctrica por intermdio dos chamados semi-condutores (como o silcio) que so configurados em elementos denominadas clulas fotovoltaicas. Cada clula produz uma corrente contnua de intensidade relativamente fraca, pelo que se verifica a necessidade de proceder a associaes de clulas para se obter, aps encapsulamento, um conjunto denominado "mdulo fotovoltaico". O agrupamento de mdulos colocados numa mesma estrutura de suporte forma um painel. Quando incide radiao solar com potncia suficiente sobre estas estruturas, produz-se uma corrente de electres, obtendo-se assim energia elctrica utilizvel. Existem trs tipos principais de clulas solares: As clulas mono-cristalinas representam a primeira gerao. O seu rendimento elctrico relativamente elevado (aproximadamente 16%, podendo subir at cerca de 23% em laboratrio), mas as tcnicas utilizadas na sua produo so complexas e caras. Por outro lado, necessria uma grande quantidade de energia no seu fabrico, devido exigncia de utilizar materiais em estado muito puro e com uma estrutura de cristal perfeita. As clulas poli-cristalinas tm um custo de produo inferior por necessitarem de menos energia no seu fabrico, mas apresentam um rendimento elctrico inferior (entre 11% e 13%, obtendo-se at 18% em condies de teste). Esta reduo de rendimento causada pela imperfeio do cristal, devido ao sistema de fabrico. As clulas de silcio amorfo so as que apresentam o custo mais reduzido, mas em contrapartida o seu rendimento elctrico tambm o mais reduzido (aproximadamente 8% a 10%, ou 13% em condies ideais). As clulas de silcio amorfo so pelculas muito finas,

1

Para as tecnologias de micro-cogerao.

13

o que permite serem utilizadas como material de construo, tirando ainda o proveito energtico. Existem duas formas de utilizar um painel fotovoltaico: ou consumido a energia que produzida pelo mesmo, ou injectando a electricidade na rede, convertendo assim o sistema numa pequena central produtora.

Ilustrao 4.2.1 Esquema de ligao de um painel rede [23].

A produo fotovoltaica tem ainda pouca expresso no panorama energtico portugus [24] e mundial, uma vez que o investimento por kW instalado muito elevado devido ao custo de produo do silcio, elemento de base da clula fotovoltaica. No entanto, recentes descobertas nas reas dos materiais plsticos podero vir a tornar a energia fotovoltaica muito mais competitiva. De facto, a I&D a grande responsvel pela reduo do custo da energia solar fotovoltaica. Nos ltimos 20 anos, o custo da tecnologia desceu de vrios dlares por kWh para menos de 25 cntimos por kWh. Ao desenvolver melhores tcnicas de produo, dispositivos com maiores eficincias e novos materiais nano-solares, os laboratrios solares e os seus parceiros na indstria esperam que essa reduo de custos seja ainda mais intensificada, prevendo-se atingir a meta de 4 a 6 cntimos por kWh em 2025 [24]. A abordagem para a reduo dos custos tem duas faces. A primeira apostando na I&D de curto prazo, a fim de obter redues de custos nos mtodos de produo. A segunda abordagem para a reduo de custos a de continuar o trabalho em aplicaes a longo prazo que a indstria no consegue suportar sozinha, identificando e desenvolvendo as prximas geraes de tecnologias de energias renovveis. Em relao energia solar, isto pode chegar na forma dos chamados nano-materiais, cujo desenvolvimento, aliado aos esforos para o aumento da eficincia das clulas solares usando mltiplas camadas de semi-condutores, pode levar ao aparecimento de materiais solares de baixo custo. Os governos tm assim um papel preponderante no futuro desta tecnologia, sendo necessrio que se atribuam subsdios e ajudas ao investimento em I&D, a fim de proporcionar uma boa plataforma para a reduo dos preos.

14

Em termos de impactes ambientais, os sistemas fotovoltaicos tm um bom comportamento, permitindo o aproveitamento de um recurso renovvel para produzir electricidade sem gerar emisses atmosfricas. No entanto ocorrem alguns impactes ambientais negativos associados a esta forma de energia, sobretudo decorrentes da ocupao de reas relativamente extensas e do processo e materiais envolvidos na produo das clulas. Os principais impactes ambientais ocorrem assim nas fases de produo, construo e desmantelamento dos sistemas, sendo os impactes na fase operacional bastante reduzidos. Apesar de uma muito boa radiao solar, o mercado fotovoltaico em Portugal cresceu muito pouco nos ltimos anos, principalmente a partir de centrais de grande escala. A Agncia Europeia da Indstria Fotovoltaica (EPIA) acredita que com um esquema de suporte apropriado, o mercado possa atingir cerca de 500MW de capacidade instalada no ano de 2013 e cerca de 1,2 GW de capacidade acumulada at ao mesmo ano [26].

Ilustrao 4.2.2: Previso da capacidade instalada de painis fotovoltaicos em Portugal at ao ano 2013 [25].

Custo de Instalao/Investimento Custos de Manuteno e Operao Disponibilidade Comercial Tempo de vida til do sistema Impactes ambientais

~ 5.500 /kW ~ 0,005 /kWh Alta para as tecnologias poli e mono-cristalina e moderada para o silcio amorfo. 20 - 25 Anos Reduzidos, ocorrem essencialmente na fase de produo.

Tabela 4.2.1 Resumo caractersticas energia solar fotovoltaica [26]

15

4.2.2

Elica

Reduzida aos seus princpios bsicos, a energia elica obtida pela rotao das lminas do gerador elico que convertem a energia cintica do vento num movimento rotacional a partir de um eixo. O eixo rotativo liga o alternador, que por sua vez produz electricidade. A electricidade ento transmitida atravs de cabos desde a torre at ao seu utilizador [27]. Hoje em dia h cada vez mais opes para quem quer instalar uma turbina elica no seu jardim ou no telhado. Existem vrios tamanhos que podem dar energia a pequenas aplicaes ou a uma casa ou prdio inteiro. Nas condies correctas de instalao e operao, a energia elica pode ser bastante mais econmica que outras energias renovveis como a energia solar ou geotrmica [27].

Ilustrao 4.2.3 Turbina Skystream 3.7 [28]

As turbinas tradicionais de eixo horizontal (TEEH) continuam a ser a melhor opo para aplicaes residenciais fora das zonas urbanas. So eficientes e a sua performance j foi testada ao longo do tempo sendo que os produtores j as desenvolveram h bastante tempo. Existem muitas marcas mundiais que comercializam este tipo de turbinas, como por exemplo as empresas americanas Bergey Windpower e Southwest Windpower. A primeira produz vrios modelos da sua turbina Excel, desenhada para aplicao a residncias, existe a possibilidade de a ligar rede pblica e as suas potncias vo de 1kW at 10kW. A empresa Southwest Windpower comercializa vrias turbinas que vo de 0,200kW at 2,900kW de potncia mxima. A sua turbina mais conhecida a Skystream 3.7 que tem um nmero de vantagens especificamente direccionadas para residncias. EstIlustrao 4.2.4 TEEV Helix

desenhada para se ligar rede e em condies de vento razoveis pode fornecer a energia necessria para abastecer Wind [29]. uma casa comum. Desde h alguns anos, uma srie de novos

produtores desenvolveram uma nova gerao de turbinas elicas com designs muito diferentes dos tradicionais. O objectivo era o de as tornar mais fceis de instalar e mais adequadas para o ambiente urbano. A maior parte destas turbinas elicas so de eixo vertical (TEEV), onde em

16

vez de um eixo horizontal rotativo, as turbinas rodam segundo um eixo vertical. Tem como vantagens chave associadas o facto de serem bastante mais silenciosas, mais estveis perante condies mais turbulentas e de apresentarem uma melhor integrao na paisagem urbana, diminuindo assim o seu impacte visual. Existem tambm desvantagens, uma vez que as empresas que as comercializam ainda no so muito reconhecidas no mercado, alm de que as turbinas so menos eficientes porque uma parte da mesma est sempre a rodar contra o vento. Um exemplo destas turbinas a turbina Windspire da marca Mariah Power, ou a Helix Wind que apresenta uma turbina de forma helicoidal de 5kW de potncia. Em relao sua aplicao em edifcios, a energia elica tem algumas limitaes devido ao tamanho das turbinas. A maior parte das turbinas desenhadas para a integrao em edifcios no ultrapassa os 10kW de potncia, visto que para se atingir maiores potncias seriam precisas grandes turbinas, dificultando assim a sua integrao. Custos de Instalao/investimento Custos de manuteno e operao Disponibilidade comercial Tempo de vida til Impactes ambientais ~1000 /kW ~ 0,005 /kWh 2 Moderada 20 Anos Moderados, devido ao rudo e pegada visual

Tabela 4.2.2 Resumo caractersticas energia elica [29].

4.2.3

Micro-cogerao

Existem muitas definies de micro-cogerao, contudo, estes sistemas so geralmente definidos como sistemas de produo de electricidade, tais como as turbinas ou geradores convencionais. Mas, ao contrrio de um gerador convencional, um sistema de co-gerao produz o calor como um subproduto derivado do aquecimento da turbina, fornecendo o aquecimento ambiente e gua quente em edifcios comerciais ou residenciais, tal como as caldeiras convencionais. A maior parte destas unidades opera em paralelo com a rede, sendo que o edifcio continua a receber alguma electricidade da rede se necessitar, ou exportando quando existe um excesso. A directiva comunitria da Unio Europeia 2004/8/CE [32], que visa promover a co-gerao com base na procura de calor til, define a micro-cogerao como todas as unidades de co-gerao com uma potncia elctrica inferior a 50kW. O conceito de micro-cogerao refere-se assim gerao descentralizada de energia mecnica e/ou elctrica e calor em simultneo. Isto geralmente quer dizer que os sistemas convencionais de aquecimento so substitudos por geradores elctricos equipados com permutadores de calor de forma a recuperar o calor rejeitado. O calor produzido geralmente utilizado para aquecimentos de guas e possivelmente arrefecimento. Caso haja produo combinada de calor, electricidade e frio nesta gama de potncias, dada a designao de micro-trigerao. Conforme ilustrado na figura 3.2.5, a aplicao da co-gerao resulta num decrscimo considervel do consumo de energia primria.

Existem muitas marcas a comercializar turbinas para aplicao em residncias, contudo em Portugal o mercado ainda pouco conhecido.

2

17

Produo separada de calor e electricidadeCombustvel 100 Central termoelctrica Electricidade 36

Combustvel 100 Co-geraoCombustvel 100

Caldeira

Calor 80

Sistema Cogerao

Elect. 30 Calor 55

Ilustrao 4.2.5 Comparao dos rendimentos entre co-gerao e produo separada de calor e electricidade.

Modos de operaoO modo de operao de um sistema de co-gerao caracterizado pelo critrio no qual se baseia o ajustamento da produo elctrica e da produo trmica. Existem vrios modos de operao possveis, sendo os mais usuais os seguintes: Funcionamento em funo das necessidades de electricidade (electricity-match mode): O sistema de co-gerao funciona de forma a satisfazer prioritariamente as necessidades de electricidade. Se o calor gerado pelo sistema for inferior s necessidades, uma caldeira adicional ter que ser utilizada. Se por outro lado o calor gerado for superior s necessidades ser rejeitado para o meio ambiente. Funcionamento em funo das necessidades de calor (heat-match mode): O sistema de co-gerao funciona de forma a satisfazer prioritariamente as necessidades de calor. Se a electricidade gerada pelo sistema for inferior s necessidades ser necessrio recorrer rede elctrica. Se por outro lado a electricidade gerada for superior s necessidades o excesso poder ser vendido rede elctrica ou acumulado numa bateria.

Tecnologias de conversoExistem diversas tecnologias que foram e esto a ser desenvolvidas para a aplicao a microcogerao. Os processos de converso de energia podem basear-se na utilizao da combusto e consequente converso de calor em energia mecnica que atravs dum gerador produzir electricidade, como por exemplo motores de combusto interna, turbinas a gs, turbina a vapor, motores Stirling, etc, ou alternativamente podero no recorrer a um gerador, mas basear-se na converso electroqumica directa como no caso da clula de combustvel, ou na converso fotovoltaica da radiao como no caso dos colectores solares hbridos.

Sistemas de micro-cogerao com motor de combusto interna uma tecnologia que recorre aos convencionais motores de combusto interna, comparveis aos usados nos automveis. Para aplicaes em micro-cogerao usam-se tipicamente

18

motores a funcionar no ciclo Otto. Nestes motores, um combustvel, como por exemplo o gs natural, misturado com o ar e comprimido num cilindro e a ignio da mistura induzida por uma fasca externa. A energia mecnica resultante da combusto ento usada para gerar electricidade atravs de um gerador elctrico. O calor da exausto dos gases e o do ciclo de arrefecimento do motor aproveitado por permutadores de calor e ligado ao sistema de aquecimento. Os motores Diesel a quatro tempos, que tambm so usados em unidades de microcogerao, apresentam uma razo electricidade / calor superior aos motores Otto, e operam numa gama mais alargada de potncias que vai dos 5kW at aos 10MW. Nos ltimos anos tem-se assistido a uma tendncia para usar biodiesel como combustvel, principalmente em pases com maior sensibilidade ecolgica, dada a sua excelente biodegrabilidade, baixa toxicidade e tambm bons valores de rendimento. Os motores de combusto interna operam com menor excesso de ar quando comparados com as turbinas a gs. Isto conduz a temperaturas de combusto mais elevadas e consequentemente ao aparecimento de Nitratos devido oxidao do nitrognio contido no ar. O rendimento elctrico dos sistemas de micro-cogerao com motor de combusto interna depende fortemente da potncia elctrica (dimenso) do sistema. Para sistemas abaixo de 15kW o rendimento elctrico geralmente no excede os 26%. Estes sistemas esto disponveis comercialmente e so produzidos em larga escala por vrios fabricantes mundiais. O lder de mercado a empresa alem Senertec, que apresenta um modelo que gera 5,5kW e e uma potncia trmica de 14kW. Outras empresas como a Powerplus, a americana Vector Cogen e as japonesas YANMAR, Sanyo e AISIN tambm dispem de modelos bastante vendidos mundialmente. Custos de instalao Custos de manuteno Disponibilidade Comercial Rendimento Combustveis Tempo de vida util Impactes ambientais 400-700 /kW Gs Natural: 0,007 - 0,010/kWh Diesel: 0,005 - 0,010 /kWh Elevada 25 - 45 % Gs natural, diesel, gasolina 40.000 Horas de utilizao Necessita de controlo de emisses de NOx e CO; Rudo Elevado

Tabela 4.2.3 Resumo caractersticas de um motor de combusto interna.

Sistemas de micro-cogerao com micro-turbina a gsAs micro-turbinas a gs so pequenas turbinas pertencentes ao grupo das turbo-mquinas com uma potncia elctrica de at 300 kW. De forma a aumentar o seu rendimento elctrico so equipadas com um recuperador (regenerador) de calor que permite aproveitar calor presente nos gases de escape. As micro-turbinas destacam-se pela sua fiabilidade, reduzida dimenso e baixo peso.

19

Actualmente esto em fase de investigao e desenvolvimento, micro-turbinas com potncias elctricas de apenas alguns kW, que conseguem atingir quase os mesmos rendimentos que os motores de combusto interna e com menores emisses de NOx e CO.

Ilustrao 4.2.6 Exemplo de uma micro-turbina a gs[31].

Em princpio, a maioria dos sistemas convencionais de co-gerao podem ser adaptados para aplicaes em micro-cogerao. Contudo, em casos como o das micro-turbinas a gs a implementao bem-sucedida para aplicaes de potncias reduzidas ainda est por ser realizada. Os principais fabricantes, como a Capstone ou a Turbec apenas desenvolveram modelos de potncias superiores a 15 kW. As micro-turbinas ainda so mais caras do que os motores de combusto interna, apesar de terem custos de operao e manuteno inferiores, devido menor quantidade de partes mveis. O tempo de vida das micro-turbinas cerca de 40.000 horas. Custos de instalao Custos de manuteno Disponibilidade Comercial Rendimento Combustveis Tempo de vida til Impactes ambientais 600 900 /kW 0,004 0,012 /kWh Reduzida 20 - 30 % Gs natural, diesel, querosene, gasolina, biogs, etc. ~ 40.000 Horas de utilizao Baixo nvel de rudo e emisses3

Tabela 4.2.4 Resumo das caractersticas de uma micro-turbina.

Sistemas de micro-cogerao com Ciclo/Motor StirlingNeste motor, inventado em 1816 pelo reverendo Robert Stirling na Esccia, a combusto, ao contrrio dos motores de ignio por fasca, tem lugar numa cmara de combusto separada. O gs de trabalho (por exemplo nitrognio ou hlio) movido por um pisto entre uma cmara a alta temperatura e outra a muito baixa temperatura. Ao regressar da cmara a alta temperatura o gs atravessa um regenerador, que consiste numa malha cermica ou num metal poroso, que captura o calor do gs quente e o devolve medida que o gs frio regressa cmara quente.3

Os custos de uma micro-turbina variam entre os 600/kW para as turbinas maiores e aproximadamente 900/kW para as unidades mais pequenas. H ainda a considerar o custo do recuperador que pode ascender aos 350/kW.

20

Ilustrao 4.2.7 Corte de um motor Stirling [33].

Graas ao facto da combusto ser feita externamente, o controlo do processo de combusto facilitado, permitindo ainda uma boa flexibilidade de combustveis, em particular no que diz respeito a bio-combustveis. A combusto contnua leva a menores emisses. Outras fontes de calor, como a radiao solar concentrada podem ser usadas, existindo prottipos desenvolvidos pelas empresas Solo e Sunmachine. Esta tecnologia tem potencial de atingir elevados rendimentos globais, mas o rendimento elctrico apenas moderado. Motores de pequena dimenso atingem um baixo custo. Em relao sua comercializao, existem ainda poucas empresas dedicadas e comercializar este tipo de sistemas. A empresa Neo-Zelandesa Whispergen a lder mundial no desenvolvimento e comercializao deste produto, oferecendo aos consumidores um sistema que atinge a potncia de 1kW e e 12kW de calor. Custos de instalao Custos de manuteno Disponibilidade Comercial Rendimento Combustveis Tempo de vida til Impactes ambientais Elevados podendo atingir o dobro dos motores de combusto interna Informao no disponvel Reduzida 30%, usando em co-gerao poder chegar aos 90% Gs Natural 25000 Horas de utilizao Reduzidos, ausncia de rudo

Tabela 4.2.5 Resumo das caractersticas do motor Stirling.

4.2.4

Sistemas de pilha de combustvel

As pilhas de combustvel convertem a energia qumica de um combustvel e oxignio continuamente em energia elctrica. Tipicamente o combustvel o hidrognio sendo que a energia envolvida na reaco com o oxignio para formar gua parcialmente transformada em electricidade. A clula consiste basicamente numa serie de camadas que so dispostas lateralmente a um electrlito central: um nodo onde o combustvel oxidado; um ctodo onde o oxignio sofre uma reaco de reduo e pratos que fazem a alimentao do gases, coleco dos electres e conduo do calor da reaco.

21

Ilustrao 4.2.8 Representao do interior de uma clula de combustvel [34].

As clulas de combustvel para aplicao em micro-cogerao ou so baseadas na tecnologia PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) usando uma membrana fina como electrlito e operando a temperaturas de cerca de 80 C, ou SOFC (Solid Oxide Fuel Cells) que so clulas de alta temperatura operando a 800C. As caractersticas distintivas desta tecnologia so o baixo rudo, a pouca manuteno e a boa gesto a carga parcial. Na ltima dcada foram feitos esforos no sentido de desenvolver esta tecnologia, principalmente para aplicaes mveis. No entanto, existem ainda muito poucas clulas disponveis comercialmente. As empresas que esto na linha da frente neste sector so: a Sulzer Hexis que desenvolveu um sistema SOFC de 1kW e que apresenta rendimentos elctricos entre os 25 e os 30% e a Vaillant com um sistema PEMFC a gerar 5kW e e 8kW de calor. Ambos os modelos so equipados com uma caldeira de forma a responderem procura de calor: assiste-se geralmente a uma estreita cooperao entre os fabricantes de caldeiras e aquecedores e as empresas que desenvolvem as clulas de combustvel de forma a assegurarem um mercado comum no sector do aquecimento. Em termos de custos, a pilha de combustvel propriamente dita pode representar cerca de 25% a 40% do custo do investimento sendo o restante correspondente ao custo do processador de combustvel e os subsistemas de gesto da energia. Custos de instalao e investimento Custos de manuteno e operao Disponibilidade comercial Rendimento Combustvel utilizado Tempo de vida til Impactes ambientais 2500 5000 /kW 0,0015 0,003 /kWh Reduzida 25% - 50% 4 Hidrognio 1500 2000 Horas de utilizao Bastante reduzidos

Tabela 4.2.6 Resumo caractersticas das clulas de combustvel

4

Podem ser utilizados outros tipos de combustveis, sendo ento necessrio um reformador para extrair o hidrognio dos mesmos.

22

4.3 Concluses do CaptuloAps uma anlise sobre os vrios aspectos de cada tecnologia, possvel afirmar que ainda existem alguns sistemas que esto no incio da comercializao como os motores Stirling ou as pilhas de combustvel, enquanto outros esto j perfeitamente estabelecidos nos mercados mundiais havendo vrias marcas e modelos disponveis. Contudo, os custos imputados a estas formas de energia investimento, manuteno e operao ainda so bastante altos, pelo que uma reduo dos mesmos necessria para uma integrao mais profunda nos mercados de energia. Em relao energia solar fotovoltaica, o preo do investimento um dos grandes obstculos para o seu futuro, contudo, estudos recentes revelam que esse mesmo custo poder baixar dos actuais 0,25/kWh para 0,05/kWh num futuro prximo [24]. Para a energia elica, o aparecimento de turbinas mais direccionadas para ambientes urbanos turbinas de eixo vertical impulsionou o crescimento e o nmero de possibilidades de integrao em edifcios, contudo, existem ainda algumas limitaes a nvel de potncia, sendo necessrias turbinas muito grandes para se atingirem capacidades superiores a 20 kW. Conclui-se tambm que existem vrias tecnologias para os sistemas de micro-cogerao, sendo os motores de combusto interna, aqueles que apresentam melhores condies comerciais. As turbinas a gs e os motores stirling so considerados como tendo grande potencial de integrao em sistemas de micro-cogerao, contudo necessrio um maior desenvolvimento destes sistemas a fim de os tornar economicamente e comercialmente viveis.

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5 Enquadramento Legal em Portugal5.1 IntroduoA regulao da produo de energia elctrica a partir de FERs est definida, em Portugal, por trs regulamentos base. Os regulamentos diferem bastante uns dos outros, seja em termos de valor da tarifa, tecnologias abrangidas pelos regulamentos ou gama de potncias disponveis. O decreto-lei 363/2007, de 2 de Novembro [35], que regula a actividade de micro-gerao, d pelo nome de Renovveis na Hora e caracteriza-se principalmente pela existncia de dois regimes bastante diferentes, geral e bonificado, sendo que o primeiro possibilita a ligao de sistemas at 5,75 kW enquanto o outro define os 3,68kW como a potncia mxima de ligao. Ainda em baixa tenso, a figura do Produtor-Consumidor, criada pelo decreto-lei 68/2002, de 25 de Maro [38], tem como caractersticas mais evidentes a obrigao de se consumir pelo menos metade da energia produzida, sendo que este valor no poder ultrapassar a potncia de ligao de 150kW. Neste regulamento apenas a micro-cogerao e a energia solar fotovoltaica so consideradas. Por fim, a figura do Produtor Independente regulada pelo decreto-lei 225/2007, de 31 de Maio [48]. Este decreto-lei faz uma distino entre sistemas de pequena e de grande dimenso, contudo orientado para a larga escala. por este decreto que as turbinas elicas que se vm por todo o pas foram registadas e efectuam a sua explorao. Este captulo funciona assim como a motivao para o trabalho, uma vez que se procede a uma anlise pormenorizada de cada um dos trs decretos referidos. Sero avaliados segundo vrios parmetros tais como a legislao afectada, o valor e frmula de clculo da tarifa, o perodo de aplicao da tarifa e o seu processo de registo. No fim so apresentadas anlises econmicas a sistemas padro a fim de avaliar a utilidade da legislao.

5.2 Renovveis na Hora5.2.1

Legislao afectadaDecreto-lei n 363/2007, 2 de Novembro [35]. Estabelece o regime jurdico aplicvel produo de electricidade por intermdio de unidades de micro-produo ( < 5,75kW). Portaria n. 201/2008 de 22 de Fevereiro [36]. Fixa as taxas a cobrar pelos servios previstos no n. 1 do artigo 23. do Decreto-Lei n. 363/2007, de 2 de Novembro, que estabelece o regime jurdico aplicvel produo de electricidade por intermdio de unidades de micro-produo.

5.2.2

Decreto-lei 363/2007, 2 de Novembro

O decreto estabelece a criao de dois regimes de produo: um regime geral, e um regime bonificado. O regime geral aplica-se a todas as instalaes que no cumpram os requisitos necessrios para o licenciamento no regime bonificado.

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Caracteriza-se por uma potncia mxima de ligao rede de 5,75kW ou metade da potncia contratada e pelo facto da tarifa de venda rede ser igual ao preo da energia de mercado. tambm por este regime que se licencia os sistemas de co-gerao que no usem biocombustveis. O nmero de sistemas licenciados ao abrigo deste regime bastante reduzido, tendo pouca expresso na capacidade instalada ao abrigo do decreto em questo. Tal facto deve-se ao valor da tarifa de venda ser igual ao preo de electricidade no mercado de baixa tenso, o que impossibilita a validade da maior parte dos investimentos. Dados estatsticos micro-produo - 2009-04-08 Regime Geral Registos Efectuados Registos Pagos Registos com Pedido de Inspeco Qtd Potncia Qtd Potncia Qtd Potncia (kW) (kW) (kW) 67 267 4 20 0 0Tabela 5.2.1 Sistemas registados ao abrigo do decreto-lei 363/2007, para o regime geral [37].

5.2.3

Regime Bonificado

O regime bonificado o principal regime neste decreto, visto ser aquele que oferece melhores condies aos futuros produtores de electricidade a partir de FERs. Contudo, para se conseguir aceder tarifa oferecida por este regime, certas condies tm de ser verificadas: A potncia mxima a instalar a nvel nacional, , no ano de 2008, de 10MW. Este valor acrescido anual e sucessivamente, de 20%; A potncia de ligao limitada a 50% da potncia contratada, com um mximo de 3,68kW; Instalao de colectores solares trmicos para aquecimento de gua na instalao de consumo, com uma rea de 2m de rea de colector, caso no esteja prevista a instalao de co-gerao a biomassa a qual a existir dever estar integrada no aquecimento do edifcio; No caso de a instalao ser integrada num condomnio, a limitao de 50% da potncia contratada no se aplica. tambm necessrio ser realizada uma auditoria energtica e serem implementadas medidas de eficincia energtica.2

Valor da tarifaPara cada unidade de produo definida uma nica tarifa de referncia. A tarifa de referncia de 650/MW, sendo que para tecnologia aplicado um factor de percentagem: Energia solar fotovoltaica 100%; Elica 70%; Hdrica 30%; Co-gerao a biomassa 30%;

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Em resultado da aplicao destes factores, resultam as seguintes tarifas para as tecnologias: Tecnologia Solar fotovoltaica Elica Hdrica Co-gerao a biomassa Remunerao ( (/kWh) 0,6500 0,4550 0,1950 0,1950

Tabela 5.2.2 Tarifas aplicadas em 2008, para as diferentes tecnologias.

Evoluo da tarifa de refernciaA tarifa de referncia referida ( (650/MWh) aplicvel para os primeiros 10MW de pot /MWh) potncia de ligao registada. Aps atingido esse patamar a tarifa ser reduzida em 5%, ocorrendo essa reduo de cada vez que se completarem 10MW adicionais de potncia de ligao. Contudo, o produtor tem di direito tarifa de referncia aplicvel na data do registo de micro produo durante os 5 primeiros anos micro-produo de explorao. Findos esses 5 anos, a tarifa passa para a de referncia nesse ano. A remunerao baseada na tarifa de referncia ser aplicada durante os 15 primeiros anos de os explorao, passando no fim desse perodo para a tarifa aplicvel ao regime geral. A ilustrao seguinte representa a evoluo dessa tarifa de referncia, num cenrio onde toda a capacidade mxima disponvel atingida.

Ilustrao 5.2.1 Evoluo da tarifa para o regime bonificado VS tarifa a aplicar para instalaes licenciadas em 2008.

Processo de registoUm dos objectivos deste regulamento era o de simplificar o regime existente criado pelo existente, decreto-lei 312/2001, de 27 de Setembro [45]. Assim, criado o Sistema de Registo da Micro lei Microproduo (SRM), que constitudo por uma plataforma electrnica de relao com os produtores, no qual todo o relacionamento com entidade gestora, necessrio para exercer a do actividade de micro-produtor, pode ser realizado. produtor, O regime de facturao e de relacionamento comercial tambm simplificado, evitando evitando-se a emisso de facturas e acertos de IVA pelos particulares, que, para esse efeito, so substitudos particulares,

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pelos comercializadores. O micro produtor recebe ou paga atravs de uma nica transaco, micro-produtor pelo valor lquido dos recebimentos relativos electricidade produzida e dos pagamentos relativos electricidade consumida. nsumida. O processo composto por vrias fases: 1. Pedido de registo da unidade de micro micro-produo, por parte do micro-produtor. produtor. 2. Validao do SRM. a. Depois de o SRM validar o registo, o produtor tem 5 dias teis para confirmar essa aceitao. b. Aps a confirmao, o SRM tem 5 dias teis para fornecer as referncias confirmao, Multibanco de pagamento da taxa de registo da instalao do s sistema, que corresponde ao valor de 250 [46]. 250 c. Com o pagamento o produtor garante a reserva da potncia de ligao solicitada durante 120 dias. 3. Certificado de explorao a. Durante o perodo de 120 dias referido no ponto anterior o produtor deve requerer no o certificado de explorao, onde ser necessria uma inspeco instalao; b. O SRM tem depois 20 dias teis para efectuar a mesma, que ser realizada pela ERIIE Entidade Regional Inspectora de Instalaes Elctr Elctricas. 4. Contrato de compra e venda de electricidade a. Aps resultado positivo da inspeco, o SRM informa o comercializador de energia sobre a certificao da nova unidade num prazo de 5 dias teis. b. O comercializador tem depois 5 dias teis para remeter ao produtor o contrato de produtor compra e venda. c. Aps o celebrado o contrato, o produtor deve efectuar o registo no SRM, que ter depois 10 dias teis para informar o operador de rede da nova unidade.

170 Dias

Pedido de registo pelo produtor Resposta do SRM

5 dias Envio das referncias de pagamento

Pagamento de 250 Pedido de Instalao

20 dias Aps recebido o pedido, inspeco por parte do ERIIE

Notificao entidade comercialzadora

10 dias Informar o operador de rede por parte do SRM

5 dias

120 dias

5 dias

Ilustrao 5.2.2 Esquematizao do processo de licenciamento de uma unidade de micro microproduo. Renovveis na Hora

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Em suma, desde que o pedido de registo at a unidade comear a funcionar pode decorrer um perodo de 170 dias teis, um perodo relativamente longo. Contudo, o produtor agora o grande gestor deste perodo, uma vez que grande parte do tempo depende dele, cerca de 125 dias e no da entidade gestora, ficando assim o produtor com maior margem de manobra sobre o seu processo de registo.

ResultadosDesde que o decreto-lei foi posto em vigor at Abril de 2009 ocorreram 10 prazos de registo de unidades de micro gerao. Como se pode verificar pela tabela 5.2.3 muitos dos registos que so efectuados acabam por no resultar em unidades de micro-gerao ligadas rede nacional. Apenas cerca de 30% dos registos efectuados, resultam em pedidos de inspeco, tendo sido o 7 perodo de registo, (29-10-2008) aquele que apresentou melhor rcio, com 43% dos registos com pedido de inspeco e o pior o 9 com uma taxa de aceitao de apenas 9%. O 7 perodo foi tambm aquele que apresentou mais registos com pedido de inspeco, tendo este nmero chegado aos 352, perfazendo uma potncia total de 1245 kW. Ao analisar a mesma tabela nota-se que em ambos os passos do processo existe uma elevada taxa de desistncia por parte dos consumidores, sendo esta de 58% sobre os registos pagos e efectuados, havendo mesmo 50% dos produtores que pagam o registo mas que depois no avanam com o processo. Sem um inqurito aos produtores no se pode conhecer com exactido quais as razes que levam a um factor to elevado de desistncias. Se na primeira fase essa percentagem de certa forma justificada pelo prazo de 5 dias para avanar com o processo e pagamento das taxas de registo, j na fase posterior o perodo de deciso ascende aos 120 dias, pelo que a celeridade no poder ser apontada como motivo de desistncia.Com efeito, este perodo ser suficiente para um potencial micro-produtor analisar com mais cuidado o seu projecto e calcular os seus indicadores econmicos mais detalhadamente.Dados estatsticos Micro-produo - 2009-04-08 Regime Bonificado - Tarifa de referncia 0,65/kWh Fase Data Registos Efectuados Qtd 657 700 641 766 581 777 817 829 816 754 7338 Potncia (kW) 2261 2264 2165 2701 1990 2657 2816 2918 2867 2656 25294 Registos Pagos Qtd 374 395 365 394 342 487 453 435 493 467 4205 Potncia (kW) 1307 1368 1271 1390 1162 1694 1596 1539 1733 1664 14724 Registos com Pedido de Inspeco Qtd 263 287 229 234 236 333 352 107 74 17 2132 Potncia (kW) 925 993 799 817 815 1165 1245 378 254 63 7454

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2008-04-02 2008-05-05 2008-06-09 2008-07-07 2008-09-09 2008-10-02 2008-10-29 2008-11-27 2009-01-21 2009-02-17 Total

Tabela 5.2.3 Resultados do decreto-lei 363/2007 em relao ao n de sistemas licenciados [37]

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Alm do processo do registo, outra razo possvel para haver uma alta taxa de desistncias tambm a falta de pormenor e de enquadramento dos catlogos apresentados pela maioria das empresas comercializadoras de sistemas fotovoltaicos. A falta de pormenor leva a que os consumidores no considerem vrios aspectos que iro condicionar a rentabilidade do projecto. Tendo os consumidores 120 dias para pedir uma inspeco aps o pagamento do registo, uma anlise mais cuidada poder resultar em resultados bastante diferentes dos apresentados inicialmente pelo que os micro-produtores podero encontrar razes suficientes para desistir da instalao do sistema.

Cash-flow de um projecto tpico ao abrigo do regime bonificadoUm dos tipos de energia renovvel que se pode integrar em edifcios de facto a energia solar fotovoltaica. Para uma instalao solar beneficiar do regime bonificado tem de preencher vrios requisitos j apresentados. O objectivo deste pargrafo apresentar uma anlise econmica ao investimento numa unidade de micro-produo que usa energia solar fotovoltaica, a fim de concluir sobre a validade do investimento que ter de ser feito. Para se fazer a anlise existem vrios factores que tm de ser considerados tais como o custo do investimento, a eficincia dos painis, a produo elctrica total, os custos de manuteno ou a taxa de actualizao. Na tabela seguinte apresentam-se os pressupostos, ou os valores, considerados para a anlise em questo: Tecnologia Potncia sistema (kW) Custo tecnologia (/kW) Investimento total () Seguro e custos de manuteno (% investimento) Produo elctrica anual (kWh/kW) Perdas do sistema (%) Taxa de actualizao considerada (%) Inflao Cenrio de capacidade instalada Benefcios fiscais Custos licenciamento Solar fotovoltaica 1 6000 6000 0,5% 1500 5% 5% 2% Capacidade mxima legal 777 (reduo de IRS) 250 (taxa de registo SRM)

Tabela 5.2.4 Valores considerados para a anlise econmica do sistema sob o regime bonificado.

Antes de se fazer a anlise ao investimento considera-se crtico de certa forma justificar os valores que so descritos na tabela 4.2.4, a fim de se conseguir uma melhor integrao e validao dos resultados obtidos. Os valores/pressupostos sero os mesmos utilizados em outras anlises presentes no documento, pelo que a justificao tambm vlida para os mesmos. Custos da tecnologia (6000 /kW) Representa o preo de venda ao consumidor de um kW de energia fotovoltaica em Portugal, e o seu valor calculado pela mdia do preo praticado pelas empresas associadas empresa Electricidade de Portugal (EDP);

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Seguros e custo de manuteno (0,5% investimento) e perdas do sistema (5%) Resulta de uma anlise a vrios catlogos de empresas vendedoras de sistemas solares fotovoltaicos; Produo elctrica anual (1500 kWh/kWp) Dados calculados pelo simulador do

Photovoltaic Geografic Information System (PVGIS), considerando um ngulo de incidncia de 34, tecnologia cristalina, para a cidade de Lisboa. Taxa de inflao (2%) Valor aproximado da taxa mdia de inflao registada desde 2006 at Agosto de 2009, em Portugal. Valores obtidos a partir do Website do Instituto Nacional de Estatstica. Taxa de actualizao (5%) Taxa de actualizao para activos com baixo risco, a mdio-longo prazo, segundo um contexto econmico de crescimento moderado e sustentado Resultados: VAL 15 anos, 5% TIR Payback (anos) 543 8% 13

Tabela 5.2.5 Resultados do cash-flow de um sistema de 1kW ao abrigo do regime bonificado.

Anteriormente, neste documento, identificou-se a no considerao de alguns aspectos essenciais para a anlise a um investimento em energia solar fotovoltaica, como uma das causas provveis para a desistncia de muitos micro-produtores do processo de licenciamento dos seus sistemas. De facto, aps uma anlise aos catlogos das empresas presentes no programa My Energy da EDP, verificou-se que todas elas tm como produto um kit microgerao que envolve quase todos os sistemas e componentes para uma instalao beneficiar do regime bonificado. Tambm, nos catlogos analisados, a promessa de perodo de retorno do investimento na ordem dos 6,5 anos. A anlise que se faz a estes catlogos de que no tm em considerao aspectos importantes que condicionam o funcionamento e as receitas anuais do sistema, apresentados na tabela anterior. Na tabela seguinte apresenta-se os valores de custos e receitas apresentados pelas empresas em causa. Produo elctrica necessria (kWh/kWp) 1550 1650 1450 1600

Empresa 1 2 3 4

Potncia equipamento (kW) 3,6 3,68 3,8 3,68

Investimento () 22900 25660 22700 22900

Receitas Anuais () 3610 3930 3401 3795

Payback (Investimento / Receitas Anuais) 6,5 Anos 6,5 Anos 6,67 Anos 6,05

Tabela 5.2.6 Custo e receitas, kit fotovoltaico. Preos disponveis na internet.

Aps uma primeira anlise aos catlogos, verifica-se a ausncia de toda e qualquer referncia a vrios dos parmetros descritos, tais como a taxa de actualizao, os custos de manuteno, as perdas do sistema ou os custos de licenciamento. Na tabela em cima, calculou-se o valor de produo elctrica anual que cada kW instalado teria de fornecer rede para se atingirem as

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receitas indicadas. Sendo que o valor mdio para Portugal de 1500kWh/kWp, conclui-se que as receitas esto inflacionadas em cerca de 10% em relao situao de se considerarem as perdas do sistema que ocorrem durante o processo. Na tabela seguinte apresenta-se a mesma tabela considerando os parmetros descritos anteriormente. Como se pode ver, mesmo com os valores inflacionados de produo elctrica a realidade do projecto bastante diferente, sendo o cash-flow anual bastante menor e o perodo de retorno de investimento maior. Empresa 1 2 3 4parmetros

Investimento Inicial 22900 25660 22700 22900

VAL (Payback prometido) -3092 -4997 -4482 -2074

VAL 25 anos 3623 3007 2543 5088

5

Payback (actualizado) 11 Anos 13 Anos 14 Anos 8 Anos

Tabela 5.2.7 Indicadores econmicos das empresas analisadas aps considerar todos os

5.3 Regime Produtor Consumidor5.3.1

Legislao afectada

Decreto-Lei 68/2002, de 25 de Maro [38] Regula a actividade de produo de energia elctrica com auto-consumo a partir de FERs em baixa tenso, com um limite mximo de potncia de entrega de 150 kW; Portaria 764/2002, de 1 de Julho [39] Estabelece a metodologia de clculo da tarifa aplicada ao abrigo do decreto-lei 68/2002.

5.3.2

Decreto-lei 68/2002, de 25 de Maro

Para efeitos do presente diploma, entende-se por produo com auto consumo de energia elctrica ou de energia elctrica e trmica a actividade de produo em que pelo menos 50% da energia elctrica produzida seja destinada a consumo prprio ou de terceiros, nos termos do nmero anterior, para fins domsticos, comerciais, industriais ou de prestao de servios. Artigo II, 2, Decreto-lei 68/2002 Esta uma tarifa onde a remunerao obtida calculada a partir de um prmio, que adicionado ao valor da tarifa de produo em Baixa Tenso Especial (BTE). Sendo que o produtor apenas pode entregar rede um mximo de 50% da electricidade produzida, esta frmula tem, para algumas tecnologias, um nvel de remunerao bastante reduzido, no compensando de forma alguma o investimento feito (ex: painis fotovoltaicos). Tambm, o tempo de aplicao da mesma (10 anos) pode-se