Estudo de viabilidadede autoconsumo industrial com cogeração

mundo académico

estudo de viabilidade de autoconsumo industrial com cogeração André Couto, FEUP e Capwatt

Resumo Neste artigo são apresentadas as principais ilações resultantes da dissertação de mestrado (MIEEC – FEUP) onde foi estudada e comparada a viabilidade de um sistema industrial com cogeração aquando do seu enquadramento numa situação de autoconsumo,

Cláudio Monteiro,

bem como numa “situação tradicional” onde a totalidade da produção elétrica era entregue à rede para posterior comercialização.

FEUP

A cogeração (CHP) apresenta-se como uma tecnologia de produção descentralizada que, aquando do devido aproveitamento da Energia Térmica (ET) e Elétrica (EE) capazes de serem produzidas permite colher proveitos que se concentram essencialmente ao nível económico, social e ambiental.

Tendo em consideração a recente publicação do Decreto-Lei (DL) n.º 68-A/2015, que introduziu o conceito de autoconsumo com cogeração em solo nacional, o objetivo deste artigo consiste em explicitar adequadamente de que forma este novo paradigma se pode revelar interessante bem como quais são as principais discrepâncias face a uma “situação tradicional”. Para tal utilizar-se-á um indicador económico conhecido como custo nivelado de energia simples (sLCOE) que, em função do número de horas de funcionamento, permite conhecer qual o custo de produção real e que toma em consideração os custos de investimento, combustível, operação e manutenção.

Acerca das conclusões a serem retiradas deve ser realçado que, aquando da escrita deste artigo, eram desconhecidas as portarias que se encontravam previstas à data da publicação do Decreto-Lei n.º 68-A/2015 e que visavam tornar o referido Decreto-Lei completamente aplicável. Assim sendo, as conclusões terão por base o cenário mais aproximado daquilo que se espera vir a ser a nova legislação.

I. Cogeração A cogeração consiste num processo onde, tendo por base a combustão de um determinado combustível, se consegue suprir necessidades de EE e ET. Tradicionalmente, ainda que incorretamente, estes dois tipos de energia eram produzidos de forma completamente dissociada originando-se assim um paradigma de acentuada ineficiência.

Sendo assim, apesar dos primórdios da cogeração remontarem ao final do século XIX, apenas em meados da década de 80 do século passado, em virtude quer da escassez de combustível quer do crescimento da consciencialização ambiental das sociedades, a cogeração se começou a desenvolver com uma maior preponderância. Portugal não foi exceção e, no nosso país, a cogeração desenvolveu-se tendo atingido no ano de 2013 uma potência instalada em torno dos 1300 MW. Desta forma, tendo em consideração a acentuada evolução tecnológica verificada, produzindo EE e ET em CHP conseguem-se atualmente alcançar eficiências que podem atingir a marca dos 90%.

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A. Vantagens A cogeração apresenta diversos tipos de vantagens, podendo as mesmas simplesmente ser classificadas em: Económicas: sendo a CHP uma referência ao nível da eficiência, esta necessita de uma menor quantidade de combustível para a obtenção do mesmo nível de produção.

Desta forma, além de serem reduzidos os encargos com combustível, é ainda reduzida a dependência existente ao nível da importação de combustíveis fósseis. Adicionalmente, tendo em consideração a maior proximidade deste tipo de sistemas aos centros de consumo, está-se a contribuir para o fomento da descentralização da produção bem como para a redução ao nível das perdas nas redes de transporte e distribuição.

Ambientais: tendo em consideração a elevada eficiência capaz de ser proporcionada pela cogeração, a mesma contribui de forma decisiva para a mitigação da emissão de gases com efeito de estufa, nomeadamente o CO2 e o NOX.

Sociais: apresentando benefícios económicos e ambientais, a CHP colabora no incremento do bem comum da sociedade. Adicionalmente, contribui ainda para a criação de emprego e de mão-de-obra qualificada.

B. Possíveis problemas Tendo em consideração a menor dimensão da cogeração face às grandes centrais convencionais de produção elétrica, a mesma é afetada a diversos níveis pelo efeito de escala. Desta forma, advêm efeitos nefastos para a proliferação desta tecnologia e que são sentidos essencialmente ao nível do custo específico por unidade instalada, do custo de manutenção e do custo de aquisição de combustível.

II. Casos de estudo Com o intuito de dar resposta ao objetivo fulcral deste trabalho revelou-se crucial a construção de um caso de estudo, sendo o mesmo composto por dados referentes ao ano de 2014 de uma central de CHP e de um cliente industrial (CI) exemplo.

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Acerca dos cenários apresentados deve ser notado que, ao contrário do que sucedia numa “situação tradicional”, consoante a utilização dada à EE produzida o seu valor poderia ser distinto.

Assim, no cenário 1 a energia elétrica que seria diretamente autoconsumida na instalação seria valorizada com um montante que corresponderia à soma do montante negociado entre o cogerador e o cliente, que no caso se considerou que fosse a tarifa do mesmo com exceção do termo de potência contratada, com o prémio de par ticipação em mercado. Por sua vez a energia elétrica em excesso relativamente ao consumo do industrial seria injetada na rede e remunerada de acordo com o que se encontrava previsto na modalidade geral do Decreto-Lei n.º 23/2010, ou seja, a um valor correspondente à soma do preço de mercado com o prémio de participação em mercado.

Quanto ao cenário 2 tal situação não sucede e, como tal, o que atualmente se encontra previsto para novas instalações que pretendam funcionar em autoconsumo é que as mesmas vejam a energia elétrica que é autoconsumida a ser paga com um montante a ser negociado entre cogerador e o cliente, que no caso se considerou como sendo a tarifa do cliente industrial sem o termo de potência contratada, e a energia em excesso a ser remunerada exclusivamente nas condições de mercado. Assim, e tendo em consideração a baixa cotação dos mercados de energia elétrica, facilmente se conclui que numa instalação que pretenda funcionar neste regime devem ser concebidos esforços que permitam que se evite a injeção de excedentes para a rede elétrica pois, caso estes sejam significativos face à energia autoconsumida, poderá ser colocada em risco a viabilidade do projeto.

Concluída a explicitação acerca das diferenças ao nível remuneratório entre os dois cenários apresentados torna-se interessante analisar a viabilidade desta solução, encontrando-se a mesma expressa na Figura 2. Sobre a mesma deve, em primeiro lugar, ser compreendida a razão de existirem duas curvas distintas a representarem o sLCOE nos dois cenários apresentados.Tal deve-se ao facto de a anterior legislação prever que na situação mais próxima da de autoconsumo existisse lugar ao pagamento de algumas das tarifas de acesso às redes, nomeadamente a tarifa de uso global do sistema e da tarifa de comercialização, algo que não sucede ao abrigo da nova legislação. Na mesma encontra-se apenas previsto que todas as instalações de cogeração que pretendam funcionar em regime de autoconsumo se encontrem sujeitas ao pagamento de uma compensação mensal fixa por um período de 10 anos. No entanto, tal compensação não foi considerada nos estudos de viabilidade desenvolvidos uma vez que, segundo o referido Decreto-Lei, apenas haverá lugar ao 44

A viabilidade dos projetos de cogeração foi sendo progressivamente reduzida ao longo do tempo e a sua situação atual é extraordinariamente preocupante.

pagamento da mesma assim que a soma da potência em instalações de cogeração enquadradas nas submodalidades A e B atinja os 5% do total da potência instalada em centros eletroprodutores do sistema elétrico nacional algo que, tendo em conta o estado atual da cogeração em Portugal, não se espera que venha a suceder num futuro próximo.

Compreendida a razão da existência de curvas de sLCOE distintas para cada um dos cenários apresentados nesta situação de autoconsumo, e tal como se pode observar na Figura 2, em ambas as situações pode ser alcançada a viabilidade, ainda que esta se revele superior no cenário 1. Assim, enquanto neste bastariam 747 horas de funcionamento em horas de ponta anuais para que o projeto alcançasse o limiar da viabilidade, no cenário 2 passa a ser necessário um funcionamento por um período anual mais alargado que, na situação em análise, teria de ser igual ou superior a 813 horas de ponta.

V. Conclusões Sendo a cogeração um meio de produção que já alcançou a maturação tecnológica, considerando as inúmeras valias que a sua aplicação é capaz de proporcionar, a mesma torna-se especialmente interessante no setor industrial.

No entanto, contrariamente ao que era expetável em 2010 aquando da publicação do “Estudo de potencial de cogeração de elevada eficiência em Portugal”, este tipo de produção sofreu um revés considerável do referido ano em diante.

Tal sucedeu, sobretudo, devido à queda abrupta na tarifa elétrica que passou a encontrar-se prevista aquando da obrigação de transição para o regime remuneratório definido pelo Decreto-Lei n.º 23/2010, bem como para eventuais novos projetos. Assim, além de novos projetos praticamente não terem surgido, mais de 40 centrais já foram encerradas, tendo-se assim perdido desde essa altura cerca de 211 MW. A nível legal foi publicado no passado dia 30 de abril de 2015 o Decreto-Lei n.º 68-A/2015 que, não sendo uma revolução relativamente ao Decreto-Lei n.º 23/2010, veio introduzir o conceito de autoconsumo com cogeração, algo que havia sido excluído do âmbito de aplicação do Decreto-Lei n.º 153/2014 que tutela o autoconsumo com as restantes tecnologias. No entanto, tendo em consideração os estudos

de viabilidade desenvolvidos ao abrigo deste enquadramento legal, quer para uma “situação tradicional” quer para uma situação de autoconsumo, não é expetável que seja o mesmo a alterar de forma significativa o atual panorama deste setor em solo nacional. Tal encontra-se perfeitamente retratado nas Figuras 1 e 2 e de acordo com cálculos desenvolvidos é mesmo possível concluir que para um regime de funcionamento semelhante ao da central tomada como exemplo, ou seja que englobe a totalidade das horas de cheias e pontas, a modalidade especial apresenta uma margem relativamente ao sLCOE de 9,35%, enquanto a submodalidade A apresenta uma margem de apenas 8,70%, valores que são manifestamente insuficientes para incentivar potenciais investidores a enveredar pela cogeração, sobretudo se for tomada em consideração a acentuada volatilidade que se regista frequentemente nos mercados de combustíveis fósseis. Cálculo idêntico não foi implementado para a submodalidade B pois, tal como é possível observar na Figura 1, a mesma não teria qualquer hipótese de atingir a viabilidade, algo que é justificável pela abolição do pagamento do prémio de participação em mercado. Desta forma originou-se uma grande discrepância entre esta submodalidade B e a modalidade especial pois, tendo por base os dados de 2014, o proveito na primeira situação corresponderia exclusivamente ao preço de mercado que foi, em média, apenas 43 853 €/MWh enquanto na segunda situação corresponderia a uma tarifa que é publicada trimestralmente pela DGEG e que em 2014 foi, em média, de 99 058 €/Wh. Acerca deste último valor deve ser destacado que o mesmo poderá ser mais elevado pois além da existência de um prémio de eficiência, que no caso da central em estudo seria de 7,36 €/MWh, existe ainda a possibilidade da tarifa ser bonificada em 10% caso a central opte pela modulação tarifária e funcione apenas em horas de ponta e cheias.

Finalmente, é possível concluir-se que a viabilidade dos projetos de cogeração foi sendo progressivamente reduzida ao longo do tempo e que a sua situação atual é extraordinariamente preocupante podendo mesmo, caso não seja devidamente rever tida, conduzir à extinção deste importante setor que, tradicionalmente, tanto tem contribuído para a competitividade de empresas exportadoras do nosso país. Assim, urge que sejam encontradas formas de promover a proliferação da cogeração de elevada eficiência onde tal seja devidamente justificável e se abandone a atual situação que traduz um acentuado contrassenso face àquilo que é pretendido pela União Europeia e que se encontra patente na Diretiva da Eficiência Energética, que vai ao ponto de estabelecer a cogeração como sendo o standard da produção elétrica.