EFICIÊNCIA&ENERGIA
EFICIÊNCIA&ENERGIA
por | MICHAEL TAYLOR (EME Consulting, eme.consulting.nz@gmail.com), REHVA JOURNAL
O Papel
das Bombas de Calor
Sumário
O Roteiro da Agência Internacional de
Energia (AIE) para os Sistemas Energeticamente Eficientes Responsáveis pelo
Aquecimento e Arrefecimento nos Edifícios apresenta uma visão geral dirigida
às partes interessadas no sector sobre
os objectivos para os equipamentos
de aquecimento e arrefecimento, no
sentido de se atingir, em 2050, uma
redução de 50% nas emissões de CO2
relacionadas com a energia. O roteiro
dá conselhos concretos sobre como alcançar as poupanças num cenário BLUE
Map1, realça as principais opções tecnológicas, as barreiras que enfrentam e
as opções políticas para as superar. As
Bombas de Calor são uma opção, particularmente, importante, de diminuição
das emissões e são, neste Roteiro, uma
parte fundamental da solução para os
edifícios.
Roteiros para as Tecnologias de
Energia na AIE
Enfrentamos tempos economicamente
desafiantes, com uma variedade de
eventos, mais uma vez, destacando a
vulnerabilidade da economia global aos
preços elevados da energia. Ao mesmo
tempo, todas as nações partilham a
responsabilidade de assegurarem que,
os seus sectores energéticos, se tornem
mais sustentáveis e mais seguros para
gerir os riscos e impactos das alterações
climáticas.
A necessidade de agir é urgente, no entanto, alterar drasticamente as infra-estruturas energéticas e os equipamentos
de utilização final a uma escala nacional
é um processo complexo e dispendioso.
É necessário um planeamento cuidadoso
para garantir que, aos recursos limitados
é dada a máxima prioridade, e que são
tomadas as acções com mais impacto
no curto prazo, enquanto se prepara o
terreno para as melhorias a longo prazo.
Os Roteiros para a Eficiência Energética
e para as Tecnologias de Baixo Carbono
da AIE são planos estratégicos que ajudam a delinear actividades, políticas e a
organização para transformar o mercado
para determinada tecnologia, ou grupo
de tecnologias. Os Roteiros são concebidos para identificar e fornecer soluções
para ultrapassar todas as barreiras à
adopção destas tecnologias, barreiras
técnicas, de mercado, de investigação e
desenvolvimento (I&D), reguladoras, de
aceitação pelo consumidor, legais, etc.,
assim como para estabelecer metas e
resultados específicos para a sua I&D,
desenvolvimento, custos e desempenho
e utilização eficaz.
A Situação do Sector dos Edifícios:
os Cenários de Perspectivas de
Tecnologia Energética da AIE
No cenário base, as emissões de CO2 do
sector dos edifícios, incluindo as relacionadas com a utilização de electricidade,
quase que duplicam de 8,1 Gt (gigatonelada) de CO2 para 15,2 Gt até 2050.
No cenário BLUE Map, as emissões de
CO2 são reduzidas em 12,6 Gt comparativamente com o nível de cenário base
em 2050. Pouco mais de metade (6,8
Gt) desta redução é atribuída à descarbonização dos sectores da electricidade
e calor. Isto reduz as emissões directas
e indirectas de CO2 atribuíveis ao sector
dos edifícios para 2,6 Gt em 2050, um
terço do nível de 2007.
As soluções tecnológicas de aquecimento e arrefecimento que irão permitir
que o sector dos edifícios se direccione
para um futuro mais sustentável, do
ponto de vista energético e ambiental,
contribuem com a redução de 2 Gt de
CO2 do total de poupanças. A crescente
utilização das Bombas de Calor para
o aquecimento ambiente e de água
sanitária, assim como a utilização eficaz
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e Tecnologia, que contempla desde as questões básicas
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de Bombas de Calor mais eficientes para arrefecimento, representam 63% das poupanças nas tecnologias de aquecimento
e arrefecimento.
+
+
Gráfico 1: Redução das emissões de CO2 nos edifícios dos sistemas de aquecimento
e arrefecimento no cenário BLUE Map (redução abaixo da baseline). Ponto chave: as
bombas de calor são fundamentais para a redução das emissões de CO2 dos equipamentos responsáveis pelo aquecimento e arrefecimento dos edifícios.
O Roteiro para os Sistemas Responsáveis
pelo Aquecimento e Arrefecimento nos Edifícios
O Roteiro estabelece uma visão geral das metas para os
equipamentos responsáveis pelo aquecimento e arrefecimento, para os interessados no sector dos edifícios2 e fornece
conselhos concretos sobre como alcançar as poupanças no
cenário BLUE Map. Destaca as opções tecnológicas principais,
as barreiras que enfrentam e as opções políticas para fazer
face a essas barreiras.
Nota de tradução 1
Nos últimos anos, várias entidades credíveis publicaram cenários energéticos, com previsões coincidentes do aumento substancial da procura de energia até 2050. A
análise mias abrangente sobre esta matéria foi conduzida pela AIE com 5000 especialistas de 39 países a participarem no estudo. O relatório elaborado em 2008 concluiu que sem mudanças dramáticas do modo como transformamos e utilizamos a energia, em 2050 duplicaríamos a utilização da energia e a produção das emissões
de CO2 continuaria a aumentar para duas vezes e meia a o nível actual. Este estudo apresenta três cenários, Baseline, ACT Map ( Acelarated Technology) e Blue Map, e
identifica, define e analisa as principais “ driving forces” do mercado global da energia até 2050.
No estudo da AIE Energy Technology Perspectives 2010 (ETP 2010), estes cenários são reanalisados e comparados, não para prever o que vai acontecer, mas sim para
demonstrar as várias oportunidades que existem para se criar um futuro energético mais seguro e sustentável. O cenário Base (Baseline) segue o cenário de Referência
para 2030 constante no World Energy Outlook 2009 (publicação da AIE) e, em seguida, estende-se até 2050. Este cenário baseia-se na possibilidade de não serem
introduzidas quaisquer novas políticas energéticas e ambientais. Pelo contrário o cenário Blue Map (com diversas variantes) define o objectivo de em 2050 reduzir para
metade as emissões totais de CO2 relacionadas com a energia (relativamente aos níveis de 2005) e examina os meios menos dispendiosos para atingir tal objectivo,
através da utilização eficaz de tecnologias de baixo teor de carbono existentes e novas.
56 | Novembro/Dezembro climatização
Nota de tradução 2
O sector dos edifícios é composto pelos edifícios residenciais e edifícios de serviços.
Os edifícios de serviços incluem actividades relacionadas com o comércio, finanças,
imobiliária, administração pública, saúde, restauração e bebidas, alojamento, educação e serviços comerciais (International Standard Industrial Classification (ISIC)
códigos 50-55 e 65-93). Estes edifícios são às vezes denominados por sector de
serviços públicos e comerciais. O potencial de economia de energia em edifícios
industriais não é tratado neste roteiro, embora as tecnologias descritas também
se encontrem nesses edifícios.
+
Esco Europe 2012
• 25-26 Janeiro 2012, Londres, Reino Unido
Durante dois dias, mais de 150 representantes europeus
do sector das empresas de serviços energéticos (ESCO),
utilities, agências de energia, municípios, instituições
financeiras, etc, debatem soluções futuras de eficiência
energética no modelo ESCO.
http://www.esco-europe.com
CYTEF 2012
• 22-24 Fevereiro 2012, Madrid, Espanha
O sexto congresso ibérico e quarto Congresso iberoamericano de Ciências e Técnicas de Frio assume-se
como um fórum científico onde se dão a conhecer os
últimos avanços do sector da produção de frio e das suas
aplicações em Espanha, Portugal e Ibero-América.
http://www.cytef2012.industriales.upm.es/
Sinerclima
• 29 Fevereiro - 3 Março 2012, Batalha
Quarta edição do salão internacional de Energia, Refrigeração e Climatização, reúne os principais agentes
nacionais dos sectores. http://www.exposalao.pt
8th Congress and Exhibition on Energy Efficiency
and Renewable Energy and Solar Exhibition for
South-East Europe
• 28-30 Março 2012, Sofia, Bulgária
O evento, organizado pela Via Expo, reúne os principais agentes das indústrias solar e para as energias
renováveis que terão uma grande oportunidade para
conhecer os mais recentes desenvolvimentos e ligar
os seus negócios ao mercado do Sudeste europeu.
Esperam-se mais de 300 expositores e 7000 visitantes
profissionais. http://www.viaexpo.com/en/
climatização Novembro/Dezembro | 57
EFICIÊNCIA&ENERGIA
O Roteiro apresenta uma visão compreensiva e bem estruturada das metas apropriadas e viáveis a longo prazo
para o sector, assim como identifica marcos específicos e
pacotes de políticas para alcançar estas metas. Uma parte
integral do Roteiro identifica os papéis e contribuições das
diferentes partes interessadas neste processo bem como
a necessidade das partes trabalharem em conjunto para
alcançar os objectivos comuns definidos no cenário BLUE
Map. O Roteiro realça as seguintes áreas-chave:
n A situação, custos e desenvolvimentos futuros de deter minada selecção de tecnologias de aquecimento e arre fecimento;
n As áreas onde foram identificadas necessidades específicas
de I&D, assim como objectivos e marcos de desenvolvi mento futuros das tecnologias;
n Objectivos de utilização específica para as tecnologias de
aquecimento e arrefecimento no sector dos edifícios;
n Recomendações políticas para ultrapassar barreiras existen tes e futuras às tecnologias de aquecimento e arrefecimen to, e o respectivo prazo para que se garanta a concretização
dos resultados do cenário BLUE Map.
As principais opções tecnológicas para resolução das necessidades de aquecimento e arrefecimento dos edifícios
foram limitadas àquelas com o maior potencial a longo prazo
para as reduções de emissões de CO2, ou que as facilitem.
O Roteiro cobre as seguintes tecnologias de aquecimento
ambiente e de água sanitária, armazenamento de calor,
arrefecimento e desumidificação:
n Solar térmico activo;
n Cogeração;
n Bombas de calor para arrefecimento e bombas de calor
para aquecimento ambiente e de águas sanitárias;
n Armazenamento térmico.
O aumento da utilização das bombas de calor para o aquecimento ambiente e de água sanitária, assim como a utilização
de bombas de calor mais eficientes para arrefecimento representa 23% das poupanças. Os sistemas solares térmicos para
aquecimento ambiente ou de água sanitária representam 12%
das poupanças. A cogeração desempenha um papel pequeno
mas importante na redução das emissões de CO2, assim como
na ajuda ao equilíbrio do sistema eléctrico, dominado por fontes
renováveis, no cenário BLUE Map.
As bombas de calor nos edifícios
no cenário BLUE Map
O potencial de poupança energética e de redução das emissões
de CO2 resultante de uma utilização alargada das bombas de
calor é substancial, dada a sua elevada eficiência e a penetração
de mercado relativamente baixa para o aquecimento ambiente
E se o ar
do centro comercial
fosse fresco como
o da praia?
e de águas sanitárias. A eficiência dos actuais equipamentos
de ar condicionado com melhor tecnologia disponível é consideravelmente mais elevada do que a média das eficiências
instaladas, o que alarga o âmbito para a redução de emissões
de CO2. Quando combinado com o armazenamento térmico,
para permitir que a carga possa ser deslocada para fora dos
períodos de pico, as bombas de calor podem também ajudar
a reduzir os custos no cenário BLUE Map, integrando uma alta
comparticipação de renováveis na rede.
O cenário BLUE Map vai exigir nada menos do que a transformação completa da forma como o aquecimento ambiente e
de água sanitária são feitos, ao mesmo tempo que a média
global da eficiência dos sistemas de arrefecimento terá que
ultrapassar o dobro em 2050. Os destaques para o aquecimento ambiente e de água sanitária incluem:
n A quota da utilização de combustíveis fósseis para satisfazer
a procura para aquecimento ambiente e de água sanitária
irá cair entre 5 a 15% (dependendo da região) relativamente
à actual posição de liderança;
n A capacidade de solar térmico instalada irá aumentar
mais do que 25 vezes comparativamente com o nível
actual, alcançando os 3.743 GW térmicos em 2050;
n A capacidade instalada da distribuição de cogeração nos
edifícios será 50 vezes superior à actual, chegando aos
489 GW eléctricos em 2050;
n As bombas de calor vão aumentar significativamente a
sua quota no aquecimento ambiente e de água sanitária,
com um total de unidades instaladas para aquecimento
e arrefecimento perto das 3,5 mil milhões de unidades
em 2050;
n O armazenamento de energia térmica estará associado a
metade de todos os sistemas de aquecimento ambiente
e de água sanitária em 2050.
O aumento da utilização de sistemas actuais de bombas de
calor vai dar lugar, ao longo do tempo no cenário BLUE Map,
à integração de sistemas que proporcionam aquecimento
ambiente, produção de águas quentes sanitárias, arrefecimento e sistemas de bombas de calor híbridos (por exemplo,
combinados com sistemas solares térmicos) para uma maior
eficiência. Apesar de, actualmente, as bombas de calor serem,
na sua maioria, competitivas, a utilização em larga escala de
bombas de calor para aquecimento e de dispositivos de ar
condicionado com maior eficiência irão exigir I&D adicional,
programas de demonstração e políticas de apoio para ajudar a
transformar o mercado do aquecimento e arrefecimento. Por
todo o mundo, estima-se que tenham sido instaladas cerca
de 800 milhões de bombas de calor no sector residencial,
durante o ano de 2010, e este número irá crescer para os
3.500 milhões no cenário BLUE Map3. Três quartos das actuais
bombas de calor são pequenas unidades de ar condicionado,
só frio ou reversíveis, com uma capacidade média de 2,5 kW.
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58 | Novembro/Dezembro climatização
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EFICIÊNCIA&ENERGIA
Objectivos para as bombas de calor no cenário Blue Map
2020
2030
Arrefecimento
ambiente
Aquecimento
ambiente e de
água sanitária
Arrefecimento
ambiente
-5% a -15%
-20% a -30%
-5% a -15%
-30% a -40%
-5% a -20%
+10% a +20%
+10% a +30%
+30% a +50%
+20% a +40%
+40% a +60%
+30% a +50%
-10% a -20%
-10% a -15%
-20% a -30%
-10% a -20%
-30% a -40%
-15% a -25%
Arrefecimento
ambiente
Custo de fornecimento
e instalação
-10% a -20%
Desempenho
(COP&EER)
Objectivos
Custo com a utilização
da energia
2050
Aquecimento
ambiente e de
água sanitária
Aquecimento
ambiente e
de água sanitária
sanitária, ao nível global, é modesta. A capacidade instalada
total estimada das bombas de calor para aquecimento ambiente e água sanitária precisa crescer 6,6 vezes em relação
aos níveis actuais, criticamente, com a capacidade instalada
para aquecimento de água sanitária a ir do virtualmente zero
actual para 1.300 GW térmicos em 2050.
O Roteiro estabelece objectivos para uma melhoria no desempenho (Coeficient Of Performance) COP’s, de 20% em
2020 e de 50% em 2030, ao mesmo tempo que se reduzem os custos em 15% em 2020 e em 25% em 2030. A
implementação adicional de I&D, assim como uma maior
utilização, irão ajudar a alcançar estas metas, enquanto ao
mesmo tempo se desenvolvem sistemas de bombas de
calor capazes de fornecer simultaneamente aquecimento ambiente e de água sanitária - e arrefecimento para todos
os segmentos de mercado, assim como sistemas híbridos
(bombas de calor/sistemas solares térmicos activos) para
que sejam alcançadas eficiências muito elevadas e reduções
nas emissões de CO2.
Para alcançar o nível de utilização previsto no Roteiro e,
nesse sentido, as reduções de emissões de CO2 e de eficiência energética, será preciso um apoio político forte, consistente, estável e equilibrado. O Roteiro recomenda que o
enfoque político deve ser dado nas quatro áreas principais
seguintes:
n Aumento de I&D de tecnologias, programas de demons tração significativos e o desenvolvimento futuro das me lhores tecnologias disponíveis;
n Melhoria da informação para os clientes e aperfeiçoamento
dos sistemas de medidas substanciais e consensuais para
a análise das poupanças energéticas e de emissões de
CO2 das tecnologias de aquecimento e arrefecimento, assim
como os benefícios financeiros do seu ciclo de vida;
n Implementação de políticas de transformação de mercado,
idealmente neutras relativamente a tecnologias, para
ultrapassar a baixa integração de muitas tecnologias de
aquecimento e arrefecimento energeticamente eficientes
e de baixo ou zero carbono;
n Implementação da colaboração internacional para pro porcionar uma maior colaboração na I&D, conjuntos de
políticas de boas práticas e programas de desenvolvimento
para maximizar os benefícios da intervenção política, assim
como a transferência de conhecimentos técnicos entre
países e regiões.
As políticas de transformação de mercado devem ser direccionadas às barreiras de mercado actuais e futuras (falta de prioridade
para a eficiência energética, barreiras ao mercado de capitais,
ausência de custos externos) e às fraquezas do mercado (falta
de um número adequado de participantes de mercado, falta
de informação correcta, problema principal-agente, custos de
transacções e atrasos, mecanismos financeiros inadequados,
etc.). O Roteiro aconselha políticas específicas para:
n Melhorar a disponibilidade de informação e a sua perti nência para os decisores;
n Melhorar o conhecimento e a competência dos actores
dos sistemas de aquecimento e arrefecimento (arquitec tos, engenheiros, instaladores, etc.) sobre as tecnologias
de aquecimento e arrefecimento energeticamente eficientes
e de baixa emissão de CO2;
n Implementar políticas para acelerar a utilização e reduzir
os custos através de economias de escala;
n Desenvolver programas de garantia de qualidade para
englobar todo o sector e proporcionar confiança aos con sumidores para investir;
n Remover barreiras reguladoras, políticas, fiscais e outras.
Alcançar uma transformação de mercado completa no sector
dos edifícios é uma meta política extremamente desafiante,
devido ao grande número de decisores e pelo facto de o
sector dos edifícios ser amplo, diversificado e fragmentado.
Uma mensagem clara do Roteiro é que as políticas precisam
de ser abrangentes para enfrentarem a variedade de barreiras,
e serem profundas para garantir que todas as barreiras com
que todos os decisores se deparam estão incluídas. Outra
mensagem clara é o papel importante que as bombas de
calor desempenham para alcançar reduções das emissões de
CO2 no sector dos edifícios, para solução das necessidades
de aquecimento ambiente e de água sanitária tanto nos
países da OCDE, como para aquecimento de água sanitária
e arrefecimento nos países fora da OCDE.
Nota de tradução 3
Isto é baseado em uma mistura de dados da actual capacidade instalada (predominantemente na OCDE) e dados de vendas relacionados com suposições
sobre a duração de vida do produto. Embora se possa ter alguma confiança na ordem de grandeza do total, deve ter-se em conta que este número
tem uma incerteza de 50 milhões de unidades.
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C
M
Y
CM
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CY
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