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PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL

GUIA TÉCNICO

Sector da Produção de Energia

Lisboa

Julho 2003


PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

ELABORADO POR: INETI – Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial DMTP – Departamento de Materiais e Tecnologias de Produção DEECA – Departamento de Engenharia Energética e Controlo Ambiental Estrada do Paço do Lumiar, 22, 1649 038 Lisboa Telf. 21 716 51 41/ 21 716 42 11 Fax 21 716 65 68

COORDENAÇÃO DO PNAPRI: Engº. José Miguel Figueiredo e-mail: jose.figueiredo@mail.ineti.pt

EQUIPA TÉCNICA: Engº. António Baeta Neves e-mail: baeta.neves@ineti.pt Engº. Rui Gomes e-mail: rui.gomes@ineti.pt Engº. José Cunha e-mail: José.cunha@ineti.pt Eng. Manuel Caldeira Coelho e-mail: caldeira.coelho@ineti.pt

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INDICE GERAL 1- INTRODUÇÃO

8

2- OBJECTIVOS E METODOLOGIA

10

3- CARACTERIZAÇÃO DO SECTOR

11

3.1 – Classificação CAE

11

3.2 - Universo de estudo

12

3.3 – Estrutura do sector eléctrico português

13

3.3.1 - Produção de energia eléctrica

14

3.3.2 - Transporte de energia eléctrica

16

3.3.3 - Distribuição de energia eléctrica

17

3.3.4 – Dados estatísticos de caracterização dos operadores

17

3.4 – Distribuição geográfica

19

3.4.1 - Centrais Termoeléctricas

19

3.4.2 - Aproveitamentos Hidroeléctricos de potência média/elevada

21

3.4.3 - Mini-hídricas

21

3.4.4 - Parques Eólicos

21

3.4.5 – Cogeração

21

4 – PROCESSO PRODUTIVO

26

4.1 - Centrais Termoeléctricas convencionais

26

4.2 - Central Termoeléctrica de ciclo combinado (Tapada do Outeiro)

28

4.3 - Aproveitamentos de fontes de energia renováveis

29

4.3.1. Utilização de resíduos vegetais (biomassa)

29

4.3.2.Aproveitamentos hídricos: Centrais hidroeléctricas

30

4.3.3.Centrais eólicas

31

4.4 - Produção combinada de calor e de energia eléctrica (cogeração) 4.5

Caracterização Electricidade

Energética

das

Centrais

de

Produção

4.5.1 - Continente Centrais Termoeléctricas a funcionarem com combustíveis fósseis

33 de 36 36 36

Centrais Termoeléctricas com utilização de biomassa

37

Centrais Hidroeléctricas

37

Centrais Eólicas

40

4.5.2 – Região Autónoma dos Açores

41

4.5.3 – Região Autónoma da Madeira

43

4.5.4 – Comparação das características dos produtores de energia por região

44

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5 –RESÍDUOS INDUSTRIAIS 5.1 - Classificação e quantificação dos resíduos 5.1.1 Continente

46 47 47

Produção de electricidade

47

Transporte e Distribuição de Electricidade

51

5.1.2 Regiões Autónomas

55

5.2 – Análise da quantidade global de resíduos produzidos por tipo de central

56

5.3 – Análise das quantidades de resíduos inorgânicos de processos térmicos produzidos em centrais termoeléctricas

57

6- POTENCIAL DE PREVENÇÃO

62

Cinzas e resíduos de combustível provenientes do processo de produção de energia térmica em centrais a fuelóleo

62

Cinzas e resíduos de combustível provenientes do processo de produção de energia térmica em centrais a carvão.

63

Óleos lubrificantes e hidráulicos

63

Óleos isolantes

64

6.1 - Medidas de prevenção da produção de resíduos provenientes de combustíveis e de processo de combustão

64

Uso de combustíveis sólidos e líquidos de boa qualidade

64

Utilização de combustíveis gasosos

65

Aumento da eficiência energética das centrais termoeléctricas

66

6.2 - Medidas de prevenção da produção de resíduos de óleos lubrificantes

68

6.3 - Medidas de prevenção da produção de resíduos de óleos isolantes

69

6.4 - Medidas de boa gestão de resíduos

69

6.5 – Considerações finais sobre tecnologias estudadas

69

Bibliografia e endereços consultados

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INDICE DE QUADROS Quadro 1– Subclasses que constituem o sector da energia Quadro 2– Universo das empresas abrangidas pelo levantamento da quantidade de resíduos gerados e o número total de empresas existentes Quadro 3–Operadores do sistema electroprodutor no Continente em 2000 Quadro 4 –Operadores dos sistemas de transporte de energia eléctrica no Continente em 2000 Quadro 5 - Volume de negócios, em 2000, das duas sub-classes Quadro 6 – Características dos operadores do sistema eléctrico nacional do Continente Quadro 7 – Características globais das centrais eléctricas e sua localização Quadro 8 – Indicadores de funcionamento dos vários tipos de central no ano 2000 Quadro 9 – Caracterização das centrais termoeléctricas do Continente em 2000 Quadro 10 – Central eléctrica com utilização de biomassa Quadro 11 – Centrais hidroeléctricas no Continente pertencentes ao Grupo EDP Quadro 12 – Centrais mini-hídricas do Continente não pertencentes ao Grupo EDP Quadro 13– Centrais eólicas do Continente (ano 2000) Quadro 14 – Centrais Termoeléctricas dos Açores (ano 1999) Quadro 15 – Centrais Hidroeléctricas dos Açores (ano 1999) Quadro 16 – Centrais eólicas dos Açores (ano 1999) Quadro 17 – Centrais Geotérmicas dos Açores (ano 1999) Quadro 18 – Centrais termoeléctricas da Madeira (ano 2000) Quadro 19 – Centrais Hidroeléctricas da Madeira (ano 2000) Quadro 20 – Centrais Eólicas da Madeira (ano 2000) Quadro 21 – Produção nacional de energia eléctrica em 2000 Quadro 22 – Resíduos gerados no Continente, em 2000, na produção de electricidade, segundo a classificação CER Quadro 23 – Classificação dos resíduos produzidos no transporte e distribuição de energia eléctrica Quadro 24 - Quantidade total anual de resíduos gerada pelos subsectores de produção, transporte e distribuição de electricidade no continente no ano 2000 Quadro 25 – Classificação dos resíduos produzidos nas centrais dos Açores Quadro 26 – Produção de resíduos versus indicadores de funcionamento no ano de 2000 Quadro 27 - Resíduos de combustão por central termoeléctrica do Continente Quadro 28 – Produção de cinzas e escórias por tipo de central em 2000 Quadro 29 – Indicadores de funcionamento das centrais termoeléctricas Quadro 30 – Indicadores de funcionamento das centrais termoeléctricas Quadro 31 – Comparação da eficiência energética de centrais termoeléctricas actualmente comercializadas Quadro 32 – Centrais termoeléctricas e tecnologias inovatórias associadas Julho 2003

11

12 16 17 18

18 19 22 36 37 38 39 40 41 42 42 42 43 43 44 45 48 51

53 55 56 57 58 58 59 68 71 4/72


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INDICE DE FIGURAS Figura 1 – Fronteira de um sistema produtor de energia eléctrica

14

Figura 2 – Localização das centrais eléctricas no continente

20

Figura 3 – Taxa de utilização das centrais em 2000

23

Figura 4 – Preço do MWh produzido por cada tipo de central em 2000

23

Figura 5 – Distribuição da potência instalada por cada tipo de central em 2000

24

Figura 6 – Produção de energia em GWh por tipo de central em 2000

24

Figura 7 – Distribuição das vendas de energia por tipo de central termoeléctrica em 2000 Figura 8 – Preço do MWh produzido por cada tipo de central termoeléctrica em 2000 Figura 9 – Distribuição da mão-de-obra directa por cada tipo de central termoeléctrica em 2000 Figura 10 – Distribuição da produção de energia por tipo de central termoeléctrica em 2000 Figura 11 – Esquema de uma central termoeléctrica a carvão

25 27

Figura 12 – Esquema de uma central termoeléctrica a fuelóleo nº4

27

Figura 13 – Esquema de uma central de ciclo combinado

28

Figura 14 – Esquema da central de queima de resíduos florestais de Mortágua

29

24 25 25

Figura 15 – Esquema de um aproveitamento hidráulico para produção de energia eléctrica

31

Figura 16 – Aproveitamento da energia do vento para produção de electricidade

32

Figura 17 – Turbinas eólicas

32

Figura 18 – Esquema de uma central de cogeração com motor alternativo

34

Figura 19 – Esquema de uma central de cogeração com turbina de vapor

35

Figura 20 – Transporte de energia eléctrica em alta tensão

52

Figura 21 - Distribuição Percentual dos Resíduos Industriais gerados no continente pelos sectores de Produção, Transporte e Distribuição de Electricidade no ano 2000

54

Figura 22 – Cinzas e escórias produzidas por cada tipo de central termoeléctrica em 2000 Figura 23 – Cinzas e escórias produzidas por unidade de vendas para cada tipo de central termoeléctrica em 2000 Figura 24 – Cinzas e escórias produzidas por MW de potência instalada por cada tipo de central em 2000 Figura 25 – Cinzas e escórias produzidas por MWh de energia eléctrica produzida por cada tipo de central em 2000 Figura 26 – Distribuição percentual de cinzas e escórias produzidas por cada tipo de central em 2000 Figura 27 – Cinzas e escórias produzidas por MW de potência instalada por cada tipo de central em 2000

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59 60 60 60 61 61

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AGRADECIMENTOS

Agradece-se a todas as pessoas, instituições e empresas que de alguma forma prestaram a sua colaboração para a elaboração deste Guia Técnico.

Agradece-se a disponibilidade, o atendimento e toda a colaboração prestada pelas empresas visitadas.

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1- INTRODUÇÃO A Comunidade Europeia, através da Resolução do Conselho de Ministros da União Europeia 97/C76/01, de 24 de Fevereiro de 1997, define a actual estratégia comunitária em matéria de gestão de resíduos, numa perspectiva que visa dar prioridade a uma postura nitidamente preventiva em detrimento de uma estratégia meramente curativa. Esta posição situa-se dentro de uma estratégia mais alargada e que tem por base o conceito de desenvolvimento sustentável e o facto de estar demonstrado a nível mundial que existem benefícios, na adopção deste tipo de estratégia, não só em termos ambientais mas também em termos económicos e sociais.

Neste sentido, através da Resolução do Conselho de Ministros nº 98/97, de 25 de Junho de 1998, Portugal define a estratégia de gestão de resíduos industriais que, para além de reafirmar o princípio da responsabilidade do produtor pelo destino a dar aos resíduos que produz, refere, especificamente, que uma eficiente gestão de resíduos industriais passa necessariamente pela separação dos restantes tipos de resíduos, nomeadamente dos urbanos, bem como pela sua tipificação e separação em banais e perigosos, com um tratamento diferenciado para cada um deles.

Assim, de forma a dar cumprimento às resoluções anteriores, surge em 1999 o Decreto-Lei nº 516/99, de 2 de Dezembro que aprova o Plano Estratégico de Gestão de Resíduos Industriais (PESGRI), o qual define as directrizes gerais a tomar no âmbito dos resíduos industriais produzidos em Portugal.

Na sequência da implementação do PESGRI, surge a necessidade da adopção de medidas preventivas, sobrelevando-se às curativas, como forma de redução dos resíduos industriais gerados. Estas medidas, para além dos benefícios ambientais inerentes têm, na maior parte dos casos, uma correspondência ao nível dos benefícios técnico-económicos para a empresa, dado que à maior eficiência de utilização dos fluxos, corresponde uma maior incorporação das matérias-primas e subsidiárias nos produtos finais, logo a um menor consumo e uma menor produção de resíduos.

Neste contexto surge o Plano Nacional de Prevenção de Resíduos Industriais (PNAPRI). Trata-se de um instrumento que tem por objectivo fornecer um conjunto de directrizes no âmbito de prevenção e da sua implementação junto do tecido industrial português. Associados à elaboração do PNAPRI surgem os Guias Técnicos Sectoriais Julho 2003

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que constituem um conjunto de ferramentas específicas e que se pretende que dêem resposta às solicitações próprias de cada sector industrial.

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2- OBJECTIVOS E METODOLOGIA

Com a elaboração deste Guia Sectorial, pretende-se colocar à disposição dos interessados dados e orientações que ajudem na identificação e na caracterização de medidas e/ou de tecnologias já comercializadas que permitam reduzir a quantidade e/ou perigosidade dos resíduos gerados na produção, transporte e distribuição de energia eléctrica, de uma forma economicamente viável.

As componentes principais deste Guia são as seguintes: •

Caracterização do sector em termos das tecnologias utilizadas na produção de energia eléctrica e da localização geográfica das centrais produtoras de energia;

Caracterização dos resíduos gerados e a sua relação em termos quantitativos e qualitativos com as várias tecnologias utilizadas na produção de electricidade;

Caracterização das tecnologias conducentes à minimização da produção de resíduos por kWh eléctrico produzido e que permitam, sempre que possível, a redução da sua perigosidade;

Estabelecimento de um conjunto de boas práticas e de estratégias para uma melhor gestão de resíduos e sua prevenção, substituindo práticas curativas e pontuais de menor eficácia na solução dos problemas no médio prazo.

A execução deste Guia envolveu um vasto trabalho de recolha e tratamento de informação variada, proveniente de várias fontes, com destaque para as empresas do sector e entidades a elas ligadas, para fontes de informação oficiais e pesquisas bibliográficas em bases de dados nacionais e internacionais. Além disso, efectuaramse visitas a centrais eléctricas representativas das várias tecnologias utilizadas em Portugal.

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3- CARACTERIZAÇÃO DO SECTOR

3.1 – Classificação CAE

A área da produção e distribuição de energia integra-se na Secção E da Classificação das Actividades Económicas (CAE), a qual se refere concretamente à “PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ELECTRICIDADE, GÁS E ÁGUA”

Nesta Secção, a Divisão 40 abrange a “PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ELECTRICIDADE, DE GÁS, DE VAPOR E ÁGUA QUENTE”, e a

Classe 4010 “A

PRODUÇÃO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE ELECTRICIDADE”

Considerou-se o sector eléctrico do continente definido na Classe 4010, uma vez que os resíduos provenientes da produção de gás, de vapor, de água quente e de gelo são contabilizados no âmbito dos estudos dos sectores industriais em que se integram.

O sector eléctrico está ainda distribuído por duas subclasses, referidas no Quadro 1, de acordo com a CAE.

Quadro 1– Subclasses que constituem o sector da energia Subclasse

CAE

Produtos principais

Produção de electricidade

40 101

Energia eléctrica

Transporte e distribuição de electricidade

40 102

Serviço

A CAE 40101 – “PRODUÇÃO DE ELECTRICIDADE” integra as actividades “Produção de electricidade de origem térmica clássica, hidráulica, geotérmica, eólica, nuclear, solar, maremotriz e de qualquer outra origem”. Inclui as centrais eléctricas que produzem electricidade para consumo próprio das empresas de que dependem, com possibilidade de venda de excesso a terceiros.

Neste estudo não foram consideradas as centrais eléctricas associadas a empresas industriais, em que grande parte das centrais são do tipo termoeléctrico de cogeração (produ��ão combinada de calor e de energia eléctrica).

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3.2 - Universo de estudo

Com a colaboração de várias entidades (DGE, COGEN - Associação Portuguesa de Cogeração, CELPA – Associação ligada à indústria da pasta de papel) e com a boa receptividade das empresas contactadas, de que se destaca o Grupo EDP, foi possível proceder ao levantamento do sector eléctrico português no que se refere à sua caracterização técnica e à geração de resíduos.

No Quadro 2 é apresentado, de acordo com o que se referiu, o número total de empresas existentes no Continente e as respectivas potências instaladas, versus as que disponibilizaram os valores das quantidades de resíduos gerados e que constituem o universo deste estudo. Dada a forma como está estruturado o sector eléctrico, verifica-se que este universo representa cerca de 97% da potência eléctrica instalada, a qual se concentra em apenas 8% dos produtores de energia eléctrica que estão integrados na rede eléctrica nacional.

Quadro 2– Universo das empresas abrangidas pelo levantamento da quantidade de resíduos gerados e o número total de empresas existentes Entidades que disponibilizaram os dados referentes à Subclasse

quantidade de resíduos gerados em 2000 Entidades que integram a rede

(Universo do estudo)

eléctrica nacional do Continente Entidades abrangidas

(%) da amostra relativa Ao Nº. de empresas do sector

Potência instalada total (MW)

Produção de energia (GWh/ano)

87

9 658

43 067

7

Transporte de electricidade

1

_

_

1

_

100

Distribuição de electricidade

1

_

34 176

1

_

100

Produção de electricidade

Potência Instalada (MW)

9 393

À potência eléctrica instalada

À produção de EE do Continente em 2000

97

99

8 _

_

_

_

Fontes: DGE; EDP

No que se refere aos sistemas de cogeração (produção combinada de calor e de energia eléctrica), em que a maioria se constitui em empresas independentes da “empresa mãe”, apenas foi abrangida a central termoeléctrica localizada no Barreiro, do Grupo EDP. Esta central tem características e estatuto que a distinguem das restantes, por estar integrada na rede eléctrica nacional de serviço público, não estar Julho 2003

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ligada exclusivamente a uma dada empresa industrial e dispor de uma potência instalada relativamente elevada. As restantes terão sido já abrangidas pelos estudos levados a efeito nos respectivos sectores. No entanto, a cogeração, pelo contributo que dá à produção de energia eléctrica (no seu conjunto representava, em 2000, 1 344MW de potência eléctrica instalada, correspondente a 12% da potência total instalada no continente), deve ser considerada no seu conjunto um produtor significativo de energia eléctrica e calor. Os resíduos produzidos por estas instalações são habitualmente integrados nos restantes resíduos da empresa em que se integra, quer se tenha ou não constituído uma empresa independente. Assim, os resíduos produzidos integram os valores constantes dos respectivos guias sectoriais classificados noutras CAE, não sendo possível a sua contabilização separada.

Apesar da colaboração das Associações dos Industriais de cogeração no sentido de divulgar o questionário pelos seus associados, a taxa de respostas foi muito baixa, praticamente sem expressão. De notar ainda que, neste tipo de instalações, os resíduos produzidos resultam não só da produção de electricidade, mas, também, de calor, principal razão de ser da cogeração. Deste modo só faria sentido tratar os valores obtidos se neste estudo fossem integrados os sistemas de produção de energia térmica (calor) praticamente comuns a todas as empresas das indústrias transformadoras, cujos resíduos, no entanto, já foram objecto de quantificação nos estudos sectoriais desenvolvidos.

No que se refere ao transporte e distribuição de energia eléctrica, o primeiro da responsabilidade de uma entidade ligada ao Estado, a REN (Rede Eléctrica Nacional) e a segunda, da responsabilidade da EDP - Distribuição (Grupo EDP), os elementos recolhidos abrangem toda a rede.

3.3 – Estrutura do sector eléctrico português

O abastecimento de energia eléctrica é assegurado pela produção de energia eléctrica em centrais com características técnicas muito diferenciadas entre si e em fases muito diferentes da sua vida útil. Trata-se de um sector envolvendo pouca mão-de-obra, verificando-se actualmente o acentuar da tendência para a redução de pessoal na medida em que as centrais vão sendo automatizadas. De registar o caso das hídricas e eólicas que, por serem geridas por telecomando, dispensam o pessoal condutor afecto a essas centrais. Nas centrais termoeléctricas a tendência para a contratação Julho 2003

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de empreiteiros afectos às diferentes actividades relacionadas com a condução e manutenção das centrais é cada vez maior. Neste estudo, esta situação é designada por “mão-de-obra indirecta”.

3.3.1 - Produção de energia eléctrica

Sistema produtor é definido pela instalação onde se situa o conjunto de equipamentos que contribuem para a produção de energia eléctrica, geralmente designado por central eléctrica. Esta definição é independente do tipo de central, ou seja, das tecnologias que utiliza ou do tipo de fonte de energia que aproveita. A Figura 1 permite definir a fronteira espacial dum produtor de energia eléctrica, a qual coincide com a fronteira dos fluxos de energia e materiais que se verificam através de uma central.

Emissões

Abastecimento: Formas de energia Produtos

Sistema produtor de energia eléctrica

Equipamentos

(Centrais eléctricas)

Fornecimento de energia eléctrica à rede

Resíduos

Figura 1 – Esquema de um sistema produtor de energia eléctrica

Fisicamente, o ponto de interligação à rede situa-se ao nível dos transformadores que elevam a tensão produzida na central para alta ou muito alta tensão.

A montante, uma vez que a produção de energia eléctrica não é mais que a transformação de uma forma de energia em outra forma de energia, existirá sempre um sistema de alimentação de energia, quer eléctrica para consumo próprio, quando a central se encontra parada, quer do tipo da fonte que a central irá utilizar para Julho 2003

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produção de electricidade. No caso das centrais que utilizam fontes de energia renováveis, a fonte existe no local mesmo sem a central, o que implica que será pertença da central todo o sistema que altera as condições físicas da fonte energética para a tornar transformável em energia eléctrica. É o caso das barragens nos aproveitamentos hidroeléctricos. Ao contrário, as centrais eólicas serão, neste aspecto, as que menos necessitam de construções para alterar as condições de fluxo da fonte de energia, o vento, pois quanto menos forem as construções existentes nas proximidades que afectem o escoamento do ar tanto melhor. Por outro lado, dada a particularidade da sua situação, normalmente em zonas de difícil acesso e afectando a paisagem, a interligação com a rede de transporte de energia eléctrica é feita, em geral, a distâncias de alguns quilómetros, geralmente através do uso de cabos enterrados, até às subestações elevatórias da tensão.

Relativamente às centrais termoeléctricas, as quais dependem do abastecimento de combustíveis, quer seja carvão, fuel, gasóleo ou gás natural, a delimitação varia de caso para caso. No caso do gás natural, a responsabilidade da central inicia-se após o sistema de contagem de gás à pressão de utilização. No caso do carvão que é abastecido por via marítima, o seu transporte até ao sistema produtor poderá ser assegurado pela central. Se no caso da central de Sines a sua localização está perto do porto de descarga, já a central do Pego tem de ser abastecida por caminho-de-ferro desde Sines, sendo este transporte da sua responsabilidade. No caso dos combustíveis líquidos, a responsabilidade da central inicia-se a partir da entrega do fuel e da sua transferência para os depósitos de armazenagem da empresa.

Sendo Portugal um país de reduzidos recursos em combustíveis fósseis, a política governamental tem privilegiado a diversificação das fontes de energia importadas, quer em termos geográficos, quer em termos de tipos de combustíveis fósseis. Desta forma, a produção de energia eléctrica é assegurada através de combustíveis líquidos resultantes da refinação do petróleo de variadas proveniências, logo de qualidade muito diversa, da importação de carvões, e, mais recentemente, da importação de gás natural do Norte de África.

A produção de electricidade por via térmica é assegurada por 3 empresas, se se considerar, para simplificar, o Grupo EDP como um único operador. Os outros 2 são a Tejo-Energia (Central do Pego a carvão) e a Turbogás (central de ciclo combinado a gás natural localizada na Tapada do Outeiro em Gondomar).

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Os aproveitamentos hidroeléctricos de média e elevada potência pertencem à EDP. Quanto às denominadas mini-hídricas (centrais hidroeléctricas de baixa potência), dividem-se entre o Grupo EDP com 29 centrais (em média, cerca de 10 MW de potência instalada/central), com um total de 295 MW de potência instalada, e outros operadores que detêm as restantes 48 mini-hídricas existentes, num total de 191 MW (em média, cerca de 4 MW de potência instalada/central).

As centrais eólicas, actualmente em franco desenvolvimento, apresentavam em 2000 uma potência instalada de 76 MW, sendo 30 MW provenientes de 3 parques eólicos pertencentes ao Grupo EDP. Veja-se o Quadro 3, onde se esquematiza o organograma das empresas do sector electroprodutor em Portugal.

Quadro 3–Operadores do sistema electroprodutor no Continente em 2000

PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉCTRICA Grupo EDP – Rede eléctrica de serviço público

Centrais termoeléctricas

CPPE Hidrocenel HDN TER Enernova

Centrais hídricas Centrais hídricas Centrais hídricas

Centrais eólicas

Outros – Rede eléctrica de serviço público Turbogás

Central de ciclo combinado da Tapada do Outeiro

Tejo-Energia

Central termoeléctrica do Pego

Vários

Centrais Mini-hídricas e eólicas

3.3.2 - Transporte de energia eléctrica

O sistema de transporte de energia eléctrica em alta e muito alta tensão, incluindo os respectivos postes e catenárias, é da responsabilidade da REN (Rede Eléctrica Nacional) pertença do Estado.

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3.3.3 - Distribuição de energia eléctrica

O Grupo EDP é o único operador da rede de média e baixa tensão, com a responsabilidade pela distribuição de energia eléctrica desde os pontos de interligação com a rede de alta e muito alta tensão até ao utilizador final. São de sua gestão as subestações de transformação de muito alta e alta tensão para média e baixa tensão no caso dos utilizadores que recebem energia em média e baixa tensão, respectivamente. Para os utilizadores abastecidos directamente em alta tensão, as subestações alta-média tensão são propriedade do respectivo utilizador. Fazem parte do seu património e gestão todo o demais equipamento necessário ao transporte de energia e transformação de voltagem em média e baixa tensão. Para os utilizadores alimentados directamente em média tensão, os postos de transformação média-baixa tensão são da responsabilidade destes.

No Quadro 4 está esquematizado o organograma dos sub-sectores de transporte e de distribuição de energia eléctrica em Portugal.

Quadro 4 –Operadores dos sistemas de transporte de energia eléctrica no Continente em 2000

TRANSPORTE

REN

DISTRIBUIÇÃO Grupo EDP EDP-Distribuição

Transporte em alta e muito alta tensão

Transporte de energia em baixa tensão até aos utilizadores

3.3.4 – Dados estatísticos de caracterização dos operadores

No Quadro 5 apresentam-se os volumes de vendas verificados em 2000 e no Quadro 6 resumem-se as características principais dos operadores do sistema de produção, transporte e distribuição de energia eléctrica. Julho 2003

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Quadro 5 - Volume de negócios, em 2000, das duas sub-classes

Volume de negócios Subclasse

CAE

6

6

(10 PTE)

(10 EUR)

Produção de electricidade

40 101

318 712

1 590

Transporte e Distribuição de Electricidade

40 102

592 000

2 953

Quadro 6 – Características dos operadores do sistema eléctrico nacional do Continente Tipo de central

Nº de Centrais

Nº de entidades

Nº de trabalhadores

Termoeléctrica

10

3

964

Hidroeléctrica

26

1

770

Mini-hídrica

48+29

36

171

Parque Eólico

15

13

0

Produção de electricidade e calor

Cogeração

114

113

__*

Transporte

__

__

1

625

Distribuição

__

__

1

5 800

Subclasse

Produção de electricidade

***

**

* Na maioria dos casos é mão-de-obra afecta à “empresa mãe” apresentando, quando muito, 1 técnico. Uma excepção é a central de cogeração da EDP no Barreiro com 97 trabalhadores, ainda que este número inclua as pequenas centrais termoeléctricas de ponta do Alto do Mira (Amadora) e de Tunes. ** Pessoal directamente ligado às centrais da EDP *** Pessoal encarregado de todas as actividades, incluindo o telecomando das centrais da EDP.

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3.4 – Distribuição geográfica

A distribuição geográfica dos produtores de energia eléctrica integrados na rede eléctrica de serviço público é apresentada no Quadro 7 e na Figura 2, tendo como base os dados relativos ao ano de 2000 fornecidos pelas empresas. Nesse Quadro refere-se, também, o tipo de fonte de energia que cada grupo de centrais utiliza. 3.4.1 - Centrais Termoeléctricas

A região Lisboa, Pego, Setúbal e Sines, (Vale do Tejo e estuário do Sado) dispõem de uma potência instalada superior a 3 300 MW. A região do Porto dispõe de uma potência instalada de 1 140 MW, referentes a 2 centrais termoeléctricas situadas ambas na Tapada do Outeiro, embora a antiga central “dual-fuel” (fuel+carvão) se encontre em fase de desactivação. Por esse motivo, em 2000, apenas produziu 0,9 % da sua capacidade nominal.

Quadro 7 – Características globais das centrais eléctricas e sua localização

Tipo de central

Termo eléctrica

Hidro eléctrica

Nº Centrais

10

26

Fonte de energia

Número

Potência instalada (MW)

Localização geográfica

GN-C. combinado

1

990

Tapada de Outeiro

Carvão

2

630+1 256

Pego e Sines

Fuel

2

1 000+65

Setúbal e Barreiro

Fuel+carvão

1

150

Tapada do Outeiro

Fuel+GN

1

375

Carregado

Biomassa

1

9

Mortágua

Gasóleo

1

132

Tunes

Gasóleo

1

197

Alto de Mira

8

1 093

Cávado-Lima

10

1 926

Douro

8

884

Tejo-Mondego Norte e Centro

Albufeira e fio de água

Mini hídrica

48+29

Albufeira e fio de água

77

191 + 295

Parque Eólico

15

Energia eólica

15

76

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Norte Litoral-(centro e sul)

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Figura 2 – Localização das centrais eléctricas no continente

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3.4.2 - Aproveitamentos Hidroeléctricos de potência média/elevada

Localizados na sua maioria no norte, como se observa do Quadro 7, os aproveitamentos situados no Douro e na região Cávado-Lima apresentam uma potência instalada de 3 019 MW. O centro, com os aproveitamentos da divisão TejoMondego, totaliza 884 MW. 3.4.3 - Mini-hídricas

Encontram-se situadas, na generalidade, nas regiões norte e centro com um total de 486 MW de potência instalada. 3.4.4 - Parques Eólicos

Por motivos ligados fundamentalmente às características de intensidade e direcções dominantes do vento, estes parques têm vindo a localizar-se no litoral (centro e sul) e nas regiões montanhosas do norte e centro (Serra do Marão e linha MontejuntoEstrela). São exemplos do 1º caso, o parque de Sines (o mais antigo do Continente, 1991), com 1800kW de potência e composto por 12 aerogeradores e o parque de Igreja-A-Nova (Concelho de Mafra) apenas com 2 aerogeradores e uma potência nominal de 3 MW. Alguns aerogeradores instalados em 2000, apresentam potências unitárias de 2 MW/gerador, superiores aos do parque de Idanha-a-Nova, instalados em 1999.

É, no entanto, nas regiões montanhosas do norte e centro que se encontram os parques com potências nominais da ordem dos 10 a 12 MW, atingindo alguns, o número de 20 aerogeradores. Têm, no entanto, potências unitárias/gerador bastante inferiores aos valores actualmente possíveis, da ordem de 2 MW. 3.4.5 – Cogeração

Como se referiu anteriormente, a produção combinada de calor e de energia eléctrica, rege-se por legislação específica e encontra-se associada a empresas industriais ou de serviços, sendo por isso mais numerosa nas zonas industrializadas com características que as adequam melhor à rentabilização deste tipo de investimento. É o caso dos têxteis e das celulósicas entre outros exemplos possíveis. Globalmente, com se referiu já, representavam em 2000, uma potência instalada de 1 344 MW Julho 2003

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correspondente a cerca de 12% do total do continente e distribuída por 114 cogeradores.

Destaca-se a central de cogeração do Barreiro, já referida, que se integra na rede eléctrica nacional e fornece vapor a clientes vizinhos. Esta central faz parte do levantamento efectuado a que se refere este Guia.

No Quadro 8 apresentam-se diversos indicadores de funcionamento em 2000 por tipo de central, tendo-se agrupado na designação combustíveis fósseis, o gás natural, o fuelóleo e o carvão, excepto o fuel usado na central de cogeração do Barreiro.

Quadro 8 – Indicadores de funcionamento dos vários tipos de central no ano 2000 Volume vendas 6 (10 PTE)

Volume vendas 6 (10 EUR)

949

212 563

1 060

24 410

4 730

Biomassa

15

52

0,26

5

9

Cogeração (Barreiro)

97

5 901

29,4

179

65

Centrais hidroeléctricas

770

92 927

464

10 229

4 329

Mini-hídricas

171

6 495

32,4

618

295

0

773

3,9

70

30

2 002

318 712

1 590

35 511

9 458

Centrais Termoeléctricas com combustíveis fósseis

Eólicas

Total

Número de trabalhadores

Produção energia em (2000 GWh)

Potência instalada (MW)

Na Figura 3 apresenta-se, por tipo de central, a relação entre a produção de energia e a potência instalada, verificando-se que as centrais termoeléctricas apresentam uma taxa de utilização mais elevada.

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kWhano/kWinst (%)

Eólicas Mini-hídricas Hidroeléctricas Cogeração Barreiro Biomassa Combustíveis fósseis 0

10

20

30

40

50

60

70

Figura 3 – Taxa de utilização das centrais em 2000 Na Figura 4 apresenta-se o custo médio da produção de energia. O preço médio do MWh produzido na central do Barreiro (cogeração) refere-se à totalidade da energia vendida (térmica e eléctrica).

PTE / kWh

Eólicas Mini-hídricas Hidroeléctricas Cogeração Barreiro Biomassa Combustíveis fósseis 0

2

4

6

8

10

12

Figura 4 – Preço do MWh produzido por cada tipo de central em 2000

Nas figuras 5 a 10 ilustram-se a importância relativa dos vários tipos de centrais termoeléctricas, no ano 2000, no que se refere a: potência instalada, energia produzida, cobertura das necessidades do mercado, preço da energia e emprego.

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Potência instalada

Cogeração Barreiro

Biomassa Carvão

Fuelóleo 0

20

40

60

80

100

Figura 5 – Distribuição da potência instalada por cada tipo de central em 2000

Produção de energia GWh

Cogeração Barreiro Biomassa Carvão Fuelóleo 0

5 000

10 000

15 000

Figura 6 – Produção de energia em GWh por tipo de central em 2000

Vol vendas em %

Cogeração Barreiro Biomassa Carvão Fuelóleo 0

20

40

60

80

100

Figura 7 – Distribuição das vendas de energia por tipo de central termoeléctrica em 2000

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10^3 Euros/MWh

Cogeração Barreiro

164,3

Biomassa

54,9

Carvão

35,9

Fuelóleo

53,7 0

50

100

150

200

Figura 8 – Preço do MWh produzido por cada tipo de central termoeléctrica em 2000

Nº de funcionários %

Cogeração Barreiro Biomassa Carvão Fuelóleo 0

10

20

30

40

50

60

Figura 9 – Distribuição da mão-de-obra directa por cada tipo de central termoeléctrica em 2000

% de Produção de energia

Cogeração Barreiro

Biomassa

Carvão

Fuelóleo 0

20

40

60

80

100

Figura 10 – Distribuição da produção de energia por tipo de central termoeléctrica em 2000

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4 – PROCESSO PRODUTIVO

Resumidamente apresentam-se, em esquema, os vários tipos de centrais de produção de electricidade em funcionamento em 2000.

Basicamente têm em comum as seguintes etapas: ! Transformação do tipo de energia da fonte em energia mecânica ! Transformação da energia mecânica em energia eléctrica ! Sistemas de elevação de voltagem da energia eléctrica produzida ! Sistemas de protecção eléctrica

4.1 - Centrais Termoeléctricas convencionais

Todas as centrais termoeléctricas de elevada potência, que se podem classificar como convencionais, apresentam as seguintes fases principais: ! Transformação do tipo de energia da fonte em energia mecânica

"

Armazenagem do combustível

"

Preparação e transporte do combustível

"

Produção de energia térmica em geradores de vapor

"

Produção de energia mecânica em turbinas de vapor

"

Transmissão de energia mecânica para os alternadores

! Transformação da energia mecânica em energia eléctrica "

Alternadores

! Elevação da tensão "

Transformadores

"

Sistemas de interligação à rede eléctrica nacional

! Disjuntores de protecção

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Na Figura 11 apresentam-se esquematicamente os principais equipamentos que constituem uma central termoeléctrica a carvão, com indicação dos resíduos de processo e sua proveniência por sector. armazenagem do combustível transformação de energia química em mecânica transformação de energia mecânica em eléctrica

Caldeira Rede eléctrica Nacional

Turbina Vapor

Alternador

Transmissão

Transformador

Pilhas de carv ão

Lamas de ET AR Cinzas de fundo ou escórias e (resíduos de tratamento cinzas volantes retidas nos de águas) filtros. São resíduos (resíduos de combustível) provenientes da combustão. (resíduos óleosos)

Óleos lubrificantes

Óleos hidráulicos

Óleos isolantes

Figura 11 – Esquema de uma central termoeléctrica a carvão

A Figura 12 esquematiza o funcionamento de uma central termoeléctrica que consome fuelóleo nº 4. De notar que, neste caso, as cinzas volantes são consideradas resíduos perigosos devido à sua contaminação com fuel. armazenagem do combustível transformação de energia química em mecânica transformação de energia mecânica em eléctrica

Caldeira

Lamas contaminadas com: fuelóleo óleos produtos químicos

Turbina Vapor

Cinzas volantes contaminadas com fuel e inqueimados. Cinzas de fundo contaminadas com inqueimados

Transmissão

Óleos lubrificantes

Alternador

Óleos hidráulicos

Rede eléctrica Nacional

Transformador

Óleos isolantes

Figura 12 – Esquema de uma central termoeléctrica a fuelóleo nº 4 Julho 2003

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4.2 - Central Termoeléctrica de ciclo combinado (Tapada do Outeiro)

Este tipo de central termoeléctrica, construída para consumir gás natural, é a mais recente de todas as centrais térmicas do Continente. A designação de central de ciclo combinado provém de dispor de 2 tipos de máquinas térmicas produtoras de energia que funcionam com ciclos termodinâmicos diferentes. Diferem das centrais convencionais por incorporarem, para além do gerador de vapor para produção de energia térmica e da respectiva turbina de vapor a ele associada, uma turbina de gás, a qual produz, também, energia mecânica. A fonte de energia desta turbina é o gás natural e a fonte de energia da turbina a vapor é o calor recuperado dos gases de escape da turbina a gás, os quais apresentam temperaturas da ordem dos 500/550 ºC. Portanto, o suplemento de energia fornecido por esta turbina é “gratuito” em termos energéticos, aumentando significativamente o aproveitamento energético destas centrais relativamente às centrais convencionais (50/55% contra 30/38%). Na Figura 13 está representada, em esquema, uma central deste tipo. transformação de energia química em mecânica transformação de energia mecânica em eléctrica

Vapor

Turbina Vapor

Caldeira Recuper.

Gases de combustão Transmissão

Alternador

Transformador

Rede eléctrica Nacional

Turbina Gás Gasoduto Gás Natural

GN

Lamas oleosas Lamas com produtos químicos dos tratamentos de água

Óleos de lubrificação

Óleos hidráulicos

Óleos isolantes

Figura 13 – Esquema de uma central de ciclo combinado

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O accionamento dos alternadores é feito por meio de um sistema de embraiagem mecânico que faz a acoplagem dos veios das 2 turbinas, uma vez sincronizadas as velocidades respectivas, com o veio do alternador.

Como o aproveitamento da energia contida no gás natural é muito elevado e a quantidade de partículas emitidas na combustão deste gás é muito pequena, pode-se considerar este tipo de sistemas importante para a prevenção de resíduos e preservação de recursos naturais. De notar ainda que, neste caso, não existe necessidade de armazenagem de combustível, com vantagens significativas ao nível da segurança das instalações, da contaminação ambiental através da produção de resíduos e da ocupação de espaço. Pelo contrário, a utilização do fuel e do gasóleo gera resíduos perigosos. No caso da utilização de carvão e lenha produzem-se resíduos sólidos considerados, na sua maioria, não perigosos mas com elevada ocupação de espaço. 4.3 - Aproveitamentos de fontes de energia renováveis

4.3.1. Utilização de resíduos vegetais (biomassa)

Na Figura 14 está representado o esquema de produção de energia eléctrica através de uma central termoeléctrica de queima em grelha de resíduos florestais (biomassa). As diferentes fases da produção de energia eléctrica e os resíduos gerados podem ser esquematizados de forma idêntica à de uma central a carvão, ainda que estes resíduos apresentem diferenças quantitativas e qualitativas em relação às centrais a carvão.

Rede eléctrica Nacional

Turbina Vapor Transmissão

Alternador

Transformador

Caldeira

Pilhas de resíduos florestais

Resíduos

Cinzas de fundo e volantes contaminadas com inqueimados

Óleos de lubrificação

Óleos hidráulicos

Óleos isolantes

Figura 14 – Esquema da central de queima de resíduos florestais de Mortágua Julho 2003

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O rendimento energético destas centrais é normalmente menor que o rendimento das restantes centrais termoeléctricas, variando com as tecnologias adoptadas na queima dos resíduos florestais. A pequena central da EDP localizada em Mortágua, numa zona densamente arborizada, tem por objectivo a utilização dos resíduos florestais desta região. Podendo-se considerar uma instalação piloto, esta central tem vindo a ser objecto de modificações técnicas que obrigam a longas paragens, o que justifica a fraca produção de energia eléctrica verificada até à data e a elevada produção de resíduos, como se verificará adiante. 4.3.2.Aproveitamentos hídricos: Centrais Hidroeléctricas

Definem-se dois tipos de centrais hidroeléctricas: " "

De albufeira De fio de água

Nas centrais hidroeléctricas não há o recurso à produção de energia térmica, pelo que não existem contaminações provenientes de resíduos de armazenagem, transporte e utilização dos combustíveis. O aproveitamento da energia associada às correntes fluviais é feito em turbinas hidráulicas. É normal considerarem-se dois tipos de aproveitamento da energia hídrica, o que dá origem a dois tipos de centrais denominadas de albufeira e de fio de água. Nas centrais de albufeira, a energia cinética da água é armazenada sob a forma de energia potencial, sendo criado artificialmente, por meio de uma barragem, uma elevação da cota das águas a montante no rio. Este tipo de aproveitamento permite a regularização dos caudais de água e uma produção de energia eléctrica relativamente estável ao longo do ano. Nas centrais de fio de água não existe barragem para armazenagem de água, mas apenas uma pequena albufeira de regularização, procedendo-se ao aproveitamento da energia cinética da água que atravessa as turbinas em cada instante. Transformações energéticas nestas centrais

De uma forma simplificada, as transformações energéticas nestas centrais são, de acordo com o tipo de turbina, as seguintes: ! Turbinas hidráulicas: Transformação da energia potencial ou cinética das correntes de água dos rios em energia mecânica ao veio da turbina; ! Alternadores: Transformação da energia mecânica em energia eléctrica. Julho 2003

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! Transformadores: Elevação da tensão da energia eléctrica produzida. ! Disjuntores e outro equipamento de protecção e controlo.

Os

resíduos

perigosos

resultantes

da

actividade

destas

centrais

provêm

fundamentalmente dos óleos lubrificantes, hidráulicos e isolantes. Globalmente, a sucata e o betão resultantes de operações de manutenção destas centrais são os resíduos produzidos em maior quantidade.

Na Figura 15 está esquematizada uma central hidroeléctrica com albufeira para armazenagem de energia.

Barragem

Turbina Hidraulica

Lamas oleosas

Rede eléctrica Nacional Transmissão

Óleos lubrificantes

Alternador

hidráulicos

Transformador

isolantes

Sucata e betão provenientes de intervenções de manutenção são aqui em maior quantidade

Figura 15 – Esquema de um aproveitamento hidráulico para produção de energia eléctrica 4.3.3.Centrais eólicas

As centrais eólicas para produção de energia eléctrica convertem a energia cinética do vento em energia mecânica por intermédio de turbinas. Cada turbina, normalmente constituída por 3 pás e com diâmetros que atingem os 60 metros, está montada numa torre, onde se localiza todo o sistema de geração de energia eléctrica. Cada unidade deste tipo constitui um aerogerador, o qual pode estar agrupado com outros em número variável num determinado local, constituindo um parque eólico. Cada turbina acciona um alternador por meio de um sistema de multiplicação de velocidade, que constitui a transmissão mecânica. A corrente alternada gerada é rectificada e posteriormente ondulada e sincronizada com a frequência da rede. A energia eléctrica Julho 2003

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produzida em cada unidade do parque eólico é colectada e enviada para transformadores de elevação de pot��ncia. A Figura 16 representa, em esquema, os vários equipamentos constituintes de um aerogerador. O transformador de elevação de tensão é comum ao parque eólico.

Transmissão

Alternador

Corrector de corrente

Transformador

Rede eléctrica Nacional

Óleos isolantes

Figura 16 – Aproveitamento da energia do vento para produção de electricidade

Neste tipo de central em que as necessidades de lubrificação são reduzidas, os óleos isolantes são os principais resíduos perigosos.

Na figura 17 podem-se ver pormenores das turbinas do parque eólico situado no Cabeço da Rainha, próximo da Sertã (zona centro). (1) Sensor de vento

(3)

(2) Pás reguláveis

Invólucro de equipamento

Figura 17 – Turbinas eólicas Julho 2003

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São visíveis os sensores de detecção das características do vento (1), a forma aerodinâmica dos perfis que constituem as pás de orientação regulável consoante a velocidade do vento (2). O sistema de transmissão e o alternador situam-se na parte posterior da turbina alinhados com o veio. Na mesma figura pode-se ver o invólucro onde estão encerrados todos estes equipamentos (3).

4.4 - Produção combinada de calor e de energia eléctrica (cogeração)

Nas centrais termoeléctricas deste tipo procede-se à recuperação do calor residual resultante das perdas que se verificam na produção de electricidade. Tratam-se de perdas importantes que se traduziam até há alguns anos atrás, para o caso das centrais termoeléctricas clássicas, na relação aproximada de 1 kWh de energia eléctrica produzida para 3 kWh de combustível. Ou seja, as perdas de energia em centrais termoeléctricas convencionais representavam cerca do dobro da energia eléctrica produzida.

Com excepção da central de ciclo combinado da Tapada do Outeiro, todas as centrais termoeléctricas a operar em 2000 em Portugal são do tipo clássico, apresentando perdas de energia que se aproximam daquela relação. As centrais de cogeração permitem melhorar o rendimento energético global, utilizando o calor dissipado (da ordem de 2/3 da energia contida nos recursos utilizados) em processos de aquecimento.

Referem-se, a seguir, os tipos de centrais de cogeração existentes: #

Centrais em que as máquinas motrizes são turbinas de vapor: de contrapressão de extracção

#

Centrais em que as máquinas motrizes são motores alternativos Diesel (ignição por compressão) Otto (ignição por faísca)

#

Centrais em que as máquinas motrizes são turbinas a gás

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Na Figura 18 está representado o esquema de uma central de cogeração para produção combinada de calor e de energia eléctrica com utilização de motor alternativo. Numa instalação deste tipo, o vapor produzido a partir da recuperação de calor dos gases de escape do motor é utilizado na produção de calor para o processo de fabrico do cliente da central e não para geração de energia eléctrica como acontece no ciclo combinado analisado anteriormente. Cinzas contaminadas com fuel e inqueimados

Gases de exaustão

Motor Alternativo

Água fresca

Lamas contaminadas com: Fuelóleo; Óleos usados Produtos químicos

Caldeira de recuperação

Transmissão

Calor

Alternador

Instalação fabril associada

Rede eléctrica Nacional

Transformador

Água quente

Óleos lubrificantes do motor térmico

Outros lubrificantes

Óleos isolantes

Figura 18 – Esquema de uma central de cogeração com motor alternativo No esquema da Figura 18 a máquina motriz é um motor alternativo do tipo Diesel, mas o esquema será idêntico no caso da turbina de gás ou motor Otto, diferindo apenas no tipo de combustível a utilizar. Este tipo de central de cogeração equipada com motores diesel é ainda o mais comum em Portugal, dado que os motores diesel apresentam elevados rendimentos na produção de energia eléctrica, podendo, além disso, utilizar combustíveis baratos como é o caso do fuel nº 4, ainda que necessitando de sistemas de tratamento prévio do fuel para eliminação de impurezas. A introdução do gás natural tende a alterar esta situação, dando oportunidade aos motores de ciclo Otto e às turbinas de gás de se imporem no mercado. As centrais com turbina de vapor, de utilização adequada a instalações industriais grandes consumidoras de calor relativamente à energia eléctrica, estão equipadas, na sua maioria, com turbinas de contrapressão. Julho 2003

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A central do Barreiro, propriedade da EDP, dispõe de turbina de extracção, o que aumenta a versatilidade da relação energia eléctrica/energia térmica produzidas. Com uma potência instalada de 65 MW de produção de electricidade, esta central utiliza fuelóleo nº4. Por não dispor de filtros de partículas dos gases de combustão, não recolhe os resíduos provenientes das cinzas volantes. Esta central é, como se referiu anteriormente, a única central de cogeração que faz parte deste estudo, pelas razões já apontadas. Está integrada na rede eléctrica nacional, o que implica o seu funcionamento integrado com os das restantes centrais de serviço público, permitindo uma gestão centralizada das centrais tendo em atenção o custo da produção do kWh de cada central, os recursos disponíveis por fonte de energia e a disponibilidade de cada central. Assim, estas centrais são remuneradas não só pela produção efectiva de energia eléctrica, mas pela disponibilidade de produzir energia quando para tal for solicitada.

A generalidade dos cogeradores (associados a uma dada empresa) não se integram neste sistema, entregando energia eléctrica à rede quando lhes é mais vantajoso e podendo retirar-se em qualquer altura, ainda que cumprindo o que a legislação específica lhes impõe.

Na Figura 19 está esquematizado um sistema de cogeração com turbina de vapor. O esquema, muito simplificado, aplica-se quer a turbinas de extracção, quer a turbinas de contrapressão, sendo este último caso, o mais comum em Portugal.

Rede eléctrica Nacional Caldeira Turbina Vapor

Transmissão

Alternador

Transformador

Vapor de baixa ou média pressão, após expansão parcial na turbina

Lamas contaminadas com: fuelóleo óleos produtos químicos

Cinzas volantes contaminadas com fuel e inqueimados. Cinzas de fundo contaminadas com inqueimados

Óleos lubrificantes

Óleos hidráulicos

E. eléct. para processo Vapor para processo

Óleos isolantes

Figura 19 – Esquema de uma central de cogeração com turbina de vapor Julho 2003

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4.5 – Caracterização Energética das Centrais de Produção de Electricidade 4.5.1 - Continente Uma vez analisado o sector de uma forma global apresenta-se neste capítulo uma análise energética comparativa de cada uma das centrais a operar em 2000, fazendo realçar a importância do aumento da eficiência energética como medida de prevenção de resíduos. No Quadro 9 apresenta-se a análise energética das centrais termoeléctricas existentes. Centrais Termoeléctricas a funcionarem com combustíveis fósseis

Quadro 9 – Caracterização das centrais termoeléctricas do Continente em 2000 Centrais

Tipo de

termoeléctricas:

Potência

Entrada

Consumo de

Produção

Factor

máquinas

eléctrica

em

de

combustível

líquida

de

motrizes

Instalada

serviço

combustível

(t)

energia

carga(1)

(MW)

(Ano)

(GWh)

(%)

Turbina

Carregado

Tipo

vapor

Fuelóleo 710,2

1979

946,4

1979

Gás natural

Rendimento energético

vapor

vapor

vapor

Tapada do

Ciclo

Outeiro

combinado

Tapada do

Turbina

Outeiro

vapor

Fuelóleo Fuelóleo

1 192

1985

Turbina Pego

Precipitadores

174 165 119 529

1 257

20,2

36,4

772 097

3 194

38,5

36,7

vapor cogeração

Carvão Carvão

600

1992

Fuelóleo

990

1999

Gás natural

93,8

1979

65

1978

136

1975

3 383 499

Tunes

gás

electrostáticos

9 091

87,1

36,0

electrostáticos Precipitadores

1 715 000 14 000

4 956

94,3

38,4

866 356

5 900

68,0

55,4

electrostáticos Precipitadores

Fuelóleo Carvão

0

Fuelóleo Gasóleo

electrostáticos Precipitadores

3 831 11,4

1,4

179

Turbina a Alto do Mira

electrostáticos

Precipitadores

6 109

Turbina Barreiro

exaustão

Precipitadores

Turbina Sines

gases de

(%)

Turbina a Setúbal

Tratamento dos

(2)

26,4 16,4

97 006

536 (3)

31,5

3 724

9,6

0,8

electrostáticos

Não tem

(49,0) 21,9

Não tem

Turbina a Gasóleo 8 177 Não tem 28,7 1,7 29,8 197 1973 gás (1) % do tempo equivalente à potência nominal para a produção de electricidade verificada (2) % da energia contida no combustível efectivamente fornecida à rede sob a forma de electricidade 3 3 Densidade do GN: 0,84 kg/Nm ; Densidade do gasóleo: 830 kg/m Poder Calorífico Inferior do GN: 45 000 kJ/kg ;fuel: 40 560 kJ/kg; gasóleo: 42 300 kJ/kg;carvão: 26 800 kJ/kg (3) Produção de energia térmica sob as formas de electricidade e de vapor ( MWht)

De referir que, em 2000, o rendimento da central do Barreiro foi de 16,4% na produção de energia eléctrica e de 49% na produção de energia térmica. O rendimento energético global foi, assim, de 65,4%. O baixo rendimento eléctrico justifica-se em turbinas de extracção, como é o caso, pela necessidade de produzir vapor para o Julho 2003

36/72


PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

processo em simultâneo com energia eléctrica. O vapor é desviado da produção de electricidade para a produção de calor em quantidades variáveis consoante as necessidades. As centrais de Alto do Mira na Amadora e a de Tunes no Algarve tiveram um funcionamento muito reduzido por se tratarem de centrais de ponta do tipo “arranque rápido”, utilizadas apenas em situações pontuais de sobrecarga. A central de turbina a vapor da Tapada do Outeiro encontra-se em fase terminal de desactivação, pelo que o seu funcionamento teve já em 2000 pouco significado. No entanto, todas estas centrais mantiveram-se operacionais a maior parte do ano, pois a facturação incide, como se referiu já, sobre a disponibilidade de cada central entrar em funcionamento a qualquer momento e não somente sobre as vendas de energia eléctrica. Centrais termoeléctricas com utilização de biomassa Como já foi referido, encontra-se instalada em Mortágua uma central termoeléctrica com queima de resíduos florestais, cujas características principais se resumem no Quadro 10. Trata-se de uma central experimental que tem apresentado longos períodos de paragem, para introdução de modificações técnicas, o que justifica a baixa fiabilidade registada em 2000. Quadro 10 – Central eléctrica com utilização de biomassa Central

Tipo de

Potência

Entrada

Tipo

Consumo

Produção

Factor

Rendimento

Tratamento

térmica de

máquina

eléctrica

em

de

de

líquida

de

eléctrico:

dos gases

biomassa

motriz

Instalada

serviço

combustível

combustível

de

carga

(%)

(MW)

(Ano)

(t)

energia

(%)

de exaustão

(MWh) Mortágua

Turbina a

10

1999

vapor

Resíduos

18 820

4 718

5,4

5,7

Não tem

florestais

Centrais Hidroeléctricas No Quadro 11 caracteriza-se o conjunto de centrais hidroeléctricas do Continente de serviço público pertencentes ao Grupo EDP e, no Quadro 12, o conjunto de centrais mini-hídricas não pertencentes à EDP também referentes ao Continente. Os grupos de centrais designados por Embebida Norte; Embebida Centro e Embebida Sul são classificadas como centrais mini-hídricas.

Julho 2003

37/72


PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

Quadro 11 – Centrais hidroeléctricas no Continente pertencentes ao Grupo EDP Centro de Produção/ /Central

Tipo de instalação

Ano

Curso de água

Cavado-Lima Alto Lindoso Touvedo Alto Rabagão Vila Nova/Venda Vila Nova/Paradela Salamonde Vilarinho das Furnas Caniçada Douro Miranda Picote Bemposta Pocinho Valeira Vilar-Tabuaço Régua Carrapatelo Torrão Crestuma-Lever Tejo-Mondego Caldeirão Agueira Raiva Cabril Bouçã Castelo do Bode Pracana Fratel Embebida Norte Guilhofrei Ermal Ponte de Esperança Senhora do Porto Lindoso France Penide I e II Varosa Freigil Aregos Cefra Embebida Centro Sabugueiro I Sabugueiro II Desterro I Ponte de Jugais Vila Cova Drizes Riba Côa Pateiro Figueiral Pisões Rei de Moinhos Ermida Santa Luzia Ribafeita Embebida Tejo Belver Póvoa Bruceira Velada Caldeirão

Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Albufeira Fio de água Fio de água Albufeira Fio de água Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Albufeira Fio de água Albufeira Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Albufeira Fio de água Fio de água Fio de água Albufeira Albufeira Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Fio de água Albufeira Fio de água Fio de água Albufeira Albufeira Albufeira Fio de água

1992 1993 1964 1951 1956 1953 1972 1954 1960 1958 1964 1983 1976 1965 1973 1971 1988 1985 1994 1981 1982 1954 1955 1951 1993 1974 1939 1947 1942 1945 1922 1974 1951 1934 1926 1958 1950 1947 1993 1959 1923 1937 1917 1906 1938 1955 1927 1993 1943 1943 1955 1952 1927 1929 1935 1927

Lima Lima Rabagão Rabagão Cavado Cavado Homem Cavado Douro Douro Douro Douro Douro Távora Douro Douro Tâmega Douro Caldeirão Mondego Mondego Zêzere Zêzere Zêzere Ocreza Tejo Ave Ave Ave Ave Lima Coura Cavado Varosa Cabrum Cabrum Ouro Rio Caniça Covão Urso Alva Alva Alva Vouga Côa Mondego Carvalhinho Dinha Alva Rib. S. João Unhais Vouga Tejo Rib. de Nisa Rib. de Nisa Rib. de Nisa almonda

Julho 2003

Potência instalada (MW) 1 093 630 22 68 90 54 42 125 62 1 926 369 195 240 186 240 58 180 201 140 117 884 40 336 24 108 44 159 41 132 115 4,6 10,8 2,8 8,8 42 7,7 4,8 24,7 4,6 3,2 1,5 94,5 13,2 10 14 19,3 11,8 0,1 0,1 0,5 0,2 0,1 0,7 0,4 23,2 0,9 85 80,7 0,7 1,6 1,9 0,1

Produção em 2000 (GWh) 2618

Factor de carga (%) em 2000 27,7

5 864

34,7

1 747

22,5

231

22,8

235

28,3

153

20,5

38/72


PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

Quadro 12 – Centrais mini-hídricas do Continente não pertencentes ao Grupo EDP

Centrais mini-hídricas

Número de Ano de centrais montagem

Potência instalada (kVA)

Produção em Factor de 2000 carga em 2000 (MWh) (%)

C. Hidroeléctrica do Caima

1

1934

225

647,6

32,9

Companhia Fabril do Cávado

1

1960

1 880

6 398,2

38,9

Gesthidro

1

-

575

654,8

13,0

SED-Soc. Eléctrica do Douro Litoral

1

1946

125

Empresa Rio Vizela

1

1922

490

667,4

15,5

Min-Hídrica do Palhal

1

1991

3 100

7 520,7

27,7

Soc. Hidroeléctrica da Grela

1

1935

822

3 329,7

46,2

GENERG-Gestão e Projectos de Energia

3

1992

15 266

42 955,1

32,1

Hidrocorgo-Hidroeléctrica do Corgo

2

1970-1992

22 399

36 005,4

18,3

Município de Bragança

3

1990-1996

4 905

9 206,6

21,4

Hidronor-Hidroeléctrica do Norte

1

1992

1 000

2 463,0

28,1

HIDROERG-Projectos Energéticos

1

1992

3 400

13 009,8

43,7

Soc. Exploradora de Rec. Energéticos

1

1992

5 125

9 241,2

20,6

Hidrinveste-Investimentos Energéticos

1

1993

5 030

12 317,5

28,0

Hidroeléctrica do Monte

1

1993

3 726

10 164,4

31,1

Hidrocentrais Reunidas

3+1

1993-1996

21 382

60 079,1

32,1

ECH-Exploração Centrais hidroeléctricas

1

1992

6 534

15 499,1

27,1

Hidroeléctrica da Boavista

1

1995

4 660

14 231,4

34,9

Associação de Beneficiários do Caia

1

1992

588

489,2

9,5

Sociedade Hidroeléctrica do Norte

1

1993

3 010

9 344,0

35,4

Energias Hidroeléctricas

1

1993

10 000

26 204,0

29,9

Câmara Municipal de Ribeira de Pena

1

1993

11 532

22 860,1

22,6

PEM-Produtora de Energia Minihídrica

1

1994

12 094

41 050,7

38,7

Hidroeléctrica do Peio

1

1994

1 200

4 831,6

46,0

Hidroeléctrica do Zêzere

1

1994

8 662

12 228,0

16,1

Carboareal Central Hidroeléctrica

2

1949-1999

4 130

6 659,0

18,4

HARPENEG-Gestão e Projectos Energéticos

2

1998

11 725

26 317,3

25,6

1+3

1996-1997

1 095

702,8

7,3

José Magalhães Alves

1

1998

175

199,0

13,0

Hidroeléctrica de Fagilde

1

1998

3 200

5 956,6

21,2

Empreendimentos Hidroelectriccos do Alto Barroso Soc. Hidroeléctrica do Rio Ferreira

1

1999

12 976

44 035,2

38,7

1

1998

1 780

4 429,9

28,4

Hidroeléctrica de Manteigas

1

2000

7 700

12 124,8

18,0

Hidroeléctrica de Muceres

1

1998

225

332,3

16,9

Hidrorecursos-Exploração de energia Eléctrica

1

1999

554

1 254,8

25,9

TOTAL

48

1986

191 290

463 410,3

27,6

Hidrobeira

(1)

-

-

(1)

Não inclui a produção SED-Sociedade Eléctrica do Douro Litoral, por não existir esse dado.

Julho 2003

39/72


PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

Centrais Eólicas

No Quadro 13 caracteriza-se o parque eólico do Continente.

Potência Líquida por gerador (MW) MW Factor de carga (%)

Produção líquida de electricidade (GWh/ano)

0,539

70,4

8,0

0,149

27,6

Lamego

10,2

0,60

24,3

2,8

0,16

27,2

Vila Real

8,9

0,45

28,1

3,2

0,16

36,0

10,0

0,59

18,0

2,0

0,12

20,5

1,8

0,15

2,6

0,30

0,02

16,5

Lamego

10,7

0,535

28,50

3,25

0,16

30,4

1998

Vila Bispo

10,0

0,5

14,42

1,65

0,08

16,5

4

1998

Vila Bispo

2,8

0,7

4,39

0,50

0,13

17,9

Enerflora:Igreja A Nova

2

1999

Mafra

3,0

1,5

9,10

1,04

0,52

34,6

Enervento: Serra da Laje

3

1999

Mação

2,4

0,8

5,96

0,68

0,23

28,4

Finerge: Portal de Freita

1

1999

Amarante

0,5

0,5

1,52

0,17

0,17

34,6

Parque eólico de Cravelas

1

2000

Vila Real

0,6

0,6

0,89

0,10

0,10

16,9

PESL-Serra do Larouco

9

2000

Montalegre

12,6

1,4

13,4

1,53

0,17

12,1

Noroeste-Serra do Funchal

1

2000

Mafra

0,6

0,6

0,16

0,02

0,02

3,0

Monte dos Vendavais

1

2000

V.F. Xira

0,6

0,6

0,52

0,06

0,06

9,9

Parque eólico de S. João

1

2000

V.F. Xira

0,6

0,6

0,55

0,06

0,06

10,5

Ventoeste

1

2000

V.F. Xira

0,6

0,6

0,54

0,06

0,06

10,3

75,9

0,584

152,9

17,45

TOTAL ENERNOVA

54

-

Fonte da Mesa

17

1996

Pena Suar

20

1997

Cabeço da Rainha

17

2000

Oleiros

Aerogeradores de Portugal

12

1992

Sines

PESM-Serra das Meadas

20

1998

Tomen Eléctric : F

20

Grupo EDP

Enernova

Parque Materiais de construçãoeólico

Potência líquida(1) (MW)

Potência instalada (MW) 29,1

Ano de montagem

-

Nº de AeroGeradores

Localização geográfica

Potência instalada por gerador (MW)

Quadro 13– Centrais eólicas do Continente (ano 2000)

Mosteiros Picos Verdes:Vale de Cavalos

TOTAL do Continente

130

-

-

0,134 23,0

(1) Chama-se potência líquida à potência que durante o ano asseguraria a mesma produção de electricidade com um factor de carga de 100%

A ENERNOVA (grupo EDP), dispõe, como se pode ver, de mais de 40% dos aerogeradores instalados em Portugal em 2000, representando 38,3% da potência instalada, e assegurando 46% da electricidade de origem eólica.

Julho 2003

40/72


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4.5.2 – Região Autónoma dos Açores

Os dados referentes à Região Autónoma dos Açores são referentes a 1999, por não haver disponibilidade de dados mais recentes.

A produção de energia eléctrica nos Açores é assegurada maioritariamente por centrais termoeléctricas a fuel com utilização de motores diesel, mas também por centrais geotérmicas, hídricas, eólicas e através de um aproveitamento de energia das ondas. No Quadro 14 apresentam-se as características principais das centrais termoeléctricas dos Açores. Quadro 14 – Centrais Termoeléctricas dos Açores (ano 1999) Centrais

Tipo de

termoeléctricas

máquina

Caracterização

motriz

CT Aeroporto CT Foros CT Ponta Delgada CT Caldeirão CT Angra CT Belo Jardim CT Barra CT S. Jorge CT S Bárbara CT Pico CT Além Fazenda CT Horta Funda

TOTAL

Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel Motor diesel

-

Potência eléctrica Instalada (MW)

Tipo de combustível

Consumo de combustível (t)

Consumo específico de combustível (t/GWh)

Produção líquida de energia (GWh)

Factor Rendimento de energético carga (%) (%)

4,6

Gasóleo

3693,4

254,7

14,5

36,0

33,7

6,6

Gasóleo

197,9

265,0

0,75

1,3

32,3

14,1

Fuel

4334,7

258,0

16,8

13,6

33,2

30,0

Fuel

35554,4

209,4

169,8

64,6

40,9

999,5

232,4

4,3

5,6

36,9

26304,2

224,6

117,1

43,1

38,2

8,7 31,0

Gasóleo Fuel

2,8

Gasóleo

1839,5

245,3

7,5

30,6

34,9

5,4

Gasóleo

3847,0

233,2

16,5

34,9

36,8

12

Fuel

8655,1

230,2

37,6

35,8

37,2

7,2

Fuel

6235,6

220,34

28,3

44,9

38,9

2,1

Gasóleo

1231,5

232,4

5,3

28,8

36,9

0,386

Gasóleo

216,8

284,2

0,76

22,6

30,2

93 109,8

222,1

419,21

38,3

38,6

124,9

-

No Quadro 15 referem-se as características das centrais hídricas dos Açores e no Quadro 16 as características do parque eólico. No Quadro 17 caracterizam-se as 2 centrais geotérmicas daquela região.

Julho 2003

41/72


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Quadro 15 – Centrais Hidroeléctricas dos Açores (ano 1999)

Centrais hídricas

Potência instalada (MW)

Tambores

Produção em 2000 (GWh)

Factor de carga (%)

0,094

0,256

31,4

0,4

1,8

51,9

0,824

3,5

49,0

0,8

1,9

27,4

Fajã redonda

0,560

1,3

26,8

Cidade

0,364

0,1

3,2

Nasce Água

0,984

0,999

11,7

S João de Deus

0,648

0,613

10,9

Varadouro

0,320

0,281

10,1

1,4

2,9

23,9

0,608

0,4

7,6

Central Hídrica Túneis

1,6

4,7

33,9

TOTAL

8,6

18,7

24,9

Canário Foz da Ribeira Ribeira da Praia

Além Fazenda Central Hídrica Nova

Quadro 16 – Centrais Eólicas dos Açores (ano 1999) Parque eólico

Localização geográfica

Potência instalada (MW)

PE Figueiral

Produção líquida de electricidade (GWh/ano)

0,27

0,26

PE Graciosa

Ilha Graciosa

0,30

0,50

PE S. Jorge

Ilha S. Jorge

0,75

1,4

1,32

2,2

TOTAL

-

Quadro 17 – Centrais Geotérmicas dos Açores (ano 1999) Potência

Produção

Factor de

eléctrica

líquida de

carga

Instalada

energia

(%)

Entrada

Localização

máquinas

em

geográfica

motrizes

serviço (Ano)

(MW)

(GWh)

Centrais

Tipo de

geotérmicas; Caracterização em 2000 Pico Vermelho

Turbina de vapor

1994

S. Miguel

0,9

5,9

74,8

Ribeira Grande

Turbina de vapor

1995

S. Miguel

13

73,7

64,7

-

-

-

13,9

79,6

65,4

TOTAL

Julho 2003

42/72


PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

4.5.3 – Região Autónoma da Madeira A produção de energia eléctrica na Madeira é assegurada por centrais termoeléctricas a fuel com utilização de motores diesel, e por centrais hídricas e eólicas. Nos Quadros 18 a 20 apresentam-se as características principais das centrais de produção de energia eléctrica da região da Madeira. Estas centrais estão integradas na rede pública e pertencem à Electricidade da Madeira (EDM). Quadro 18 – Centrais Termoeléctricas da Madeira (ano 2000) Nome

Factor de carga (%)

Tipo de combustível

Nova Central Térmica Do Porto Santo

Diesel

Fuel

10,9

24,1

25,2

Central Térmica Do Porto Santo

Diesel

Fuel

5,8

0

0,0

Central Térmica Da Vitória

Diesel

Fuel

138,1

441,6

36,5

Atlantic Islands Electricity

Diesel

Fuel

29,2

66,1

25,8

-

-

184,0

531,8

32,9

TOTAL

Potência Instalada (MW)

Produção (GWh/ano)

Tipo de máquina motriz

Quadro 19 – Centrais Hidroeléctricas da Madeira (ano 2000) Nome

Potência Instalada (MW)

C. Hídrica Da Calheta

5,075

1,44

3,2

C. Hídrica Da Fajã Da Nogueira

2,564

5,92

26,4

C. Hídrica Da Fajã Dos Padres

1,893

0,80

4,8

C. Hídrica Inverno Da Calheta

7,654

17,1

25,5

26,700

24,0

10,3

C. Hídrica Ribeira Da Janela

3,560

8,1

26,0

C. Hídrica Da Serra De Água

6,408

15,2

27,1

C. Hídrica Do Lombo Brasil

0,490

1,3

30,3

C. Hídrica De Santa Quitéria

1,913

2,8

16,7

56,257

76,7

15,5

C. Hídrica Inverno Dos Socorridos

TOTAL

Julho 2003

Produção (GWh)

Factor de carga (%)

43/72


PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

Quadro 20 – Centrais Eólicas da Madeira (ano 2000) Potência Potência instalada Produção instalada aerogeradores montagem por gerador (GWh) (kW) (kW) Nº de

Parque eólico

Ano de

Potência líquida por gerador (kW)

Factor de carga (%)

P. E. Porto Santo (EDM)

2

1996

450

225

0,97

55,2

24,5

E. Perform Estanquinhos

18

1991

2 835

158

4,92

31,2

19,8

ITI E M. R. J. Pestana

12

1992

1 920

160

3,06

29,1

18,2

Energólica, SA

6

1992

960

160

2,75

52,3

32,7

38

-

6 165

162

11,70

35,1

21,7

TOTAL

4.5.4 – Comparação das características dos produtores de energia por região

No Quadro 21 apresentam-se os valores de produção de energia eléctrica e de potência instalada a nível nacional. O Continente tem uma potência instalada de 96% do total. Em termos percentuais é também a região que menos depende das centrais térmicas, o que representa, em termos de resíduos, uma importante redução de partículas provenientes da combustão.

Julho 2003

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Quadro 21 – Produção nacional de energia eléctrica em 2000 Região

Potência instalada (MW)

Térmicas

4 930

52,5

24 627

68,2

57,0

Hídricas e mini-hídricas EDP

4 198

44,7

10 848

30,1

29,5

191

2,0

463

1,3

27,7

76

0,8

153

0,4

23,0

9 395

100,0

36 091

100,0

43,9

-

96,0

Térmicas

125

84,0

Hídricas

8,6

Eólicas

Eólicas SUB-TOTAL % relativa ao total nacional

(GWh)

-

(%)

% de carga

Continente (2000)

Mini-hídricas não EDP

(%)

Produção de energia

(%)

96,8

-

419

74,6

38,3

5,8

18,7

3,3

25,1

1,3

0,9

2,2

0,4

19,0

Geotérmicas

13,9

9,3

121,8

21,7

65,4

SUB-TOTAL

149

100,0

562

100,0

43,1

Açores (1999)

% relativa ao total nacional

-

1,5

-

1,5

-

Madeira (2000) Térmicas

184

74,7

532

84

33,0

Hídricas

56,3

22,8

89,6

14,2

22,2

Eólicas

6,2

2,5

11,7

1,8

23,8

SUB-TOTAL

246

100,0

633

100,0

29,3

% relativa ao total nacional

-

TOTAL NACIONAL

Julho 2003

9 790

2,5

100,0

-

37 286

1,7

100,0

-

43,4

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5 –RESÍDUOS INDUSTRIAIS

A classificação CER usada neste trabalho é a adoptada pela Legislação Portuguesa através da Portaria nº 818/97 de 5 de Setembro, por transposição da Decisão 94/3/CE da Comissão da Comunidade Europeia, de 20 de Dezembro de 1993, que aprova a lista harmonizada de todos os resíduos, designada por Catálogo Europeu de Resíduos (CER).

Convém notar que a Comunidade Europeia já reviu a legislação tendo entrado em vigor a nova Decisão no início do ano 2002 (Decisão da Comissão 2001/118/CE de 16 de Janeiro). Contudo os mapas de resíduos referentes a 2000 e a 2001 foram preenchidos de acordo com a legislação que vigora na Portaria nº 818/97 de 5 de Setembro. Pelos motivos referidos, a classificação de resíduos usada no presente Guia é a definida na Portaria mencionada.

Com a transposição para direito nacional da Decisão da Comissão 2001/118/CE a classificação dos resíduos segundo o CER sofrerá algumas alterações a nível da atribuição do código, assim como a nível da classificação de perigosidade. Espera-se que essas alterações não deverão implicar modificações significativas, quer no quantitativo total de resíduos classificados como perigosos, quer no quantitativo total dos resíduos classificados como não perigosos.

Julho 2003

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5.1 - Classificação e quantificação dos resíduos

5.1.1 Continente

Neste capítulo apresenta-se o levantamento das quantidades de resíduos gerados em 2000 nas centrais do Continente que fizeram parte da amostragem. Na listagem do Quadro 22 os resíduos encontram-se agrupados de acordo com a classificação catálogo europeu de resíduos (CER), separando-se os resíduos perigosos dos não perigosos. Referem-se, também, as operações que deram origem a esses resíduos. Relativamente a estes valores convém referir que a classe de resíduos de nomenclatura 10 00 00 é específica de centrais termoeléctricas, como é óbvio e dependem, em qualidade e quantidade, do tipo de combustível, da eficiência da combustão e, no caso das cinzas volantes, da existência ou não de filtros na chaminé e das respectivas eficiências.

Os óleos usados, com a classificação 13 00 00, são, também, resultantes do processo e são comuns a todos os tipos de centrais, com especial incidência nos óleos isolantes que se podem considerar específicos deste tipo de actividade.

Os resíduos da classe 16 00 00 são bastante diversificados e resultam, fundamentalmente, da substituição de equipamento obsoleto. A sua importância como resíduo deve-se ao facto de poderem encontrar-se com frequência contaminados com produtos químicos, óleos e combustíveis, o que os integra na classificação de resíduos perigosos. As quantidades anuais deste tipo de resíduo são muito variáveis, pois referem-se a equipamentos eléctricos, na generalidade de grandes dimensões, não sendo todos os anos objecto de substituição. O mesmo acontece com os óleos, cuja substituição por óleo novo é já bastante espaçada, só acontecendo, na maior parte das vezes, em situações de ocorrência de incidentes. Produção de electricidade

No Quadro 22 os resíduos perigosos são assinalados em itálico. Na linha correspondente ao tipo do resíduo (xx 00 00, representado em negrito), é apresentado o total de resíduos deste tipo.

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Quadro 22 – Resíduos gerados no Continente, em 2000, na produção de electricidade, segundo a classificação CER Classificação CER

06 00 00

Tipo de resíduos

Resíduos de processos químicos inorgânicos

06 01 99

Outros resíduos não especificados

06 02 01

Hidróxido de cálcio

08 00 00

Resíduos (FFDU) de revestimentos (tintas, vernizes, vedantes )

08 03 09 10 00 00

Não Perigosos perigosos (t) (t)

Resíduos de toner de impressão (incluindo cartuchos) Resíduos inorgânicos de processos térmicos

1,7

Proveniência

Laboratórios

Tratamento de 0,01 águas Escritórios 1,7 0,7 0,7 81 123

2 437

Combustíveis Combustão

10 01 01

Cinzas

46 385

10 01 02

Cinzas volantes de carvão

34 687

10 01 04

Cinzas volantes de fuelóleo

10 01 11

Lamas aquosas provenientes da limpeza de caldeiras

34

10 01 12

Revestimentos de fornos e refractários usados

17

10 01 99

Outros resíduos não especificados

12 00 00

Resíduos de moldagem e do tratamento de superfície de metais e de plásticos

2 393

44 Oficinas 0,3

12 01 01

Aparas e limalhas de metais ferrosos

0,2

12 01 03

Aparas e limalhas de metais não ferrosos

0,1

13 00 00

Óleos hidráulicos não clorados (excepto emulsões)

13 01 05

Emulsões não cloradas

13 02 02

Óleos não clorados de motores, transmissões e lubrificação

13 02 03

Outros óleos de motores, transmissões e lubrificação

13 03 05

Óleos minerais isolantes ou de transmissão de calor

13 05 01

Resíduos sólidos provenientes dos separadores de óleo/água

13 05 02

Lamas provenientes dos separadores de óleo/água

13 06 01

Outros óleos usados não especificados

14 00 00

Manutenção de 772 equipamentos de processo; 117 Óleos lubrificantes, 35 hidráulicos e isolantes de: 52 Motores; transformadores 38 de tensão; sistemas 179 hidráulicos.

Óleos usados (excepto alimentares e 05 00 00 a 12 00 00)

13 01 03

Resíduos de substâncias orgânicas usadas como solventes (excepto categorias 07 e 08)

Manutenção de caldeiras.

91 260 -

Laboratórios e 4 oficinas de manutenção

14 01 02

Outros solventes e misturas de solventes halogenados

0,6

14 01 03

Outros solventes e misturas de solventes

3,4

Julho 2003

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Quadro 22 – Resíduos gerados no Continente, em 2000, na produção de electricidade, segundo a classificação CER (continuação) Classificação CER

Tipo de resíduos

15 00 00

Embalagens, absorventes, panos de limpeza, materiais filtrantes e vestuário de protecção

Não Perigosos perigosos (t) (t)

Manutenção 44

15 01 02

Embalagens de Plástico

1

15 01 04

Embalagens de metal

5

15 02 01

Absorventes, materiais filtrantes, panos de limpeza, vestuário de protecção

16 00 00

Resíduos não especificados neste catálogo

38 9

Outros resíduos não especificados

16 02 01

Transformadores e acumuladores contendo PCB ou PCT

16 02 05

Outro equipamento fora de uso

1,6

16 03 02

Lotes orgânicos não especificados

4,3

16 05 02

Outros resíduos contendo produtos químicos inorgânicos, por exemplo produtos químicos de laboratório não especificados, pós de extinção de incêndios

0,8

16 06 05

Outras pilhas e acumuladores

0,8

16 07 05

Resíduos da limpeza de depósitos de armazenagem contendo produtos químicos

10

16 07 06

Resíduos da limpeza de depósitos de armazenagem contendo hidrocarbonetos

104

16 07 99

Outros resíduos não especificados Resíduos de construção e demolição (incluindo construção de estradas)

0,6

126 Substituição de equipamento e acessórios. 12

16 01 99

17 00 00

0,9 14 322

17 01 01

Betão

42

17 02 01

Madeira

10

17 03 03

Alcatrão e produtos de alcatrão

17 04 01

Cobre, bronze e latão

1,6

17 04 02

Metais incluindo ligas de alumínio

8,7

17 04 05

Metais incluindo ligas de ferro e aço

17 04 07

Mistura de metais

0,5

17 04 08

Cabos

3,3

17 05 02

Lamas de dragagem

17 06 01

Materiais de isolamento contendo amianto

17 06 02

Outros materiais de isolamento

17 07 01

Mistura de resíduos de construção e demolição

5 Sucata

Materiais de construção

1

1 188

13 000 5 63 4

19 00 00

Resíduos de instalações de tratamento de resíduos e de ETAR e da indústria da água

19 08 03

Mistura de óleos e gorduras da separação óleos/água residual

19 08 04

Lamas do tratamento de águas residuais industriais

19 08 99

Outros resíduos não especificados

2

19 09 04

Carvão activado fora de uso

8

19 09 05

Resinas de troca iónica saturadas ou fora de uso

34

19 09 99

Outros resíduos não especificados

26

Julho 2003

Proveniência

1 714

20 Tratamento de águas 20

1 644

Derrames e fugas de óleo e fuel

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Quadro 22 – Resíduos gerados no Continente, em 2000, na produção de electricidade, segundo a classificação CER (continuação) Classificação CER

Tipo de resíduos

20 00 00

Resíduos urbanos e similares do comércio e serviços incluindo as fracções recolhidas selectivamente

Não Perigosos perigosos (t) (t)

Papel e cartão

20 01 02

Vidro

2

20 01 03

Plásticos de pequena dimensão

5

20 01 04

Outros Plásticos

4

20 01 06

Outros metais

53

20 01 08

Resíduos orgânicos compostáveis da preparação de refeições (incluindo óleos de fritura e resíduos das cozinhas de cantinas e restaurantes)

98

20 01 11

Têxteis

0,2

20 01 12

Tintas, colas e resinas

20 01 20

Pilhas e acumuladores

20 01 21

Lâmpadas fluorescentes e outros resíduos contendo mercúrio

20 01 22

Aerossóis

20 01 24

Equipamento electrónico (incluindo placas electrónicas)

1

20 02 01

Resíduos compostáveis

3

20 03 01

Resíduos urbanos mistos

335

20 03 04

Lamas de fossas sépticas

6

25

1 6 5 0,3

TOTAIS

Julho 2003

6 Diversos, não específicos do processo

539

20 01 01

Proveniência

97 752

3 372

101 124

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Transporte e Distribuição de Electricidade Analisada a produção de energia, apresentam-se os dados recolhidos junto da REN (transporte em alta e muito alta tensão) e da EDP-Distribuição, responsável pelo transporte a média e baixa tensão. No Quadro 23 referem-se os vários tipos de resíduos produzidos e a sua origem. Quadro 23 – Classificação dos resíduos produzidos no transporte e distribuição de energia eléctrica Código

Resíduo

CER

(designação conforme o CER)

13 00 00 13 03 01 13 03 05 16 00 00 16 02 01

17 00 00

Óleos usados (excepto alimentares de 05 00 00 a 12 00 00) Óleo isolante contendo PCB

Quantidade (t/ano) Transporte Distribuição 112

104

1,6

Total

ORIGEM

(t/ano)

216

1,6

Transformadores e condensadores

214

Transformadores e condensadores

Óleos minerais isolantes ou de transmissão de calor Resíduos não especificados neste catálogo Transformadores e acumuladores contendo PCB ou PCT Resíduos de construção e demolição (incluindo construção de estradas)

110

104

21

21

21

21

1 040

Transformadores e condensadores

10 095

11 135

8 000

8 000

Postes de betão e aço

17 01 01

Betão

17 04 01

Cobre, bronze e latão

2,6

2,6

Linhas e subestações

17 04 02

Metais incluindo ligas de alumínio

3,4

3,4

Linhas e subestações

17 04 03

Ferro e aço

801

801

Linhas e subestações

17 04 05

Metais incluindo ligas de ferro e aço

2 095

Linhas e subestações

17 04 07

Mistura de metais

231

231

Linhas e subestações

17 04 08

Cabos

1,7

1,7

Linhas

20 00 00

Resíduos urbanos e similares do comércio e serviços incluindo as fracções recolhidas selectivamente

20 01 05

Sucata diversa

20 01 21

Lâmpadas fluorescentes e outros resíduos contendo mercúrio

TOTAL

2 095

39

20

39

Equipamentos fora de uso

20

20

Iluminação exterior; Lâmpadas de vapor de mercúrio e sódio

10 219

11 431

39

1 212

59

Obs. Em itálico apresentam-se os resíduos considerados perigosos pela classificação CER e a “negrito” estão indicados os totais das respectivas famílias. Julho 2003

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Uma parte importante dos resíduos é constituída por betão (cimento e aço), ferro e outros materiais que fazem parte das estruturas de suporte dos cabos eléctricos utilizados no transporte e na distribuição de energia eléctrica (Figura 20). Nela se pode ver linhas de alta tensão (60 kV), partindo da subestação da central de Mortágua (utilização de resíduos florestais na produção de energia) “sobrevoando” a matériaprima da central, a floresta, pela qual a central está rodeada.

Figura 20 – Transporte de energia eléctrica em alta tensão

De notar que até 2010 a quantidade de resíduos do tipo 13 03 01 (óleos contendo PCB) irá aumentar a um ritmo maior do que seria normal, em virtude de uma imposição legal (nº2 do Artº. 3º do DL 277/99 de 23 de Julho, que transpõe a Directiva Comunitária 96/59/CE de 16 de Setembro) que obriga a que esse tipo de equipamentos seja completamente desactivado até essa data.

No Quadro 24, em resumo, são apresentados os quantitativos totais de resíduos gerados pelos subsectores de produção, transporte e distribuição de electricidade no continente, referentes ao ano 2000.

Julho 2003

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Quadro 24 - Quantidade total anual de resíduos gerada pelos subsectores de produção, transporte e distribuição de electricidade no continente no ano 2000 Quantidades ( t / ano)

Resíduo

Código CER

(designação conforme o CER)

Produção

06 00 00

Resíduos de processos químicos inorgânicos

2

2

08 00 00

Resíduos (FFDU) de revestimentos (tintas, vernizes, vedantes …)

1

1

10 00 00

Resíduos inorgânicos de processos térmicos

83 560

83 560

12 00 00

Resíduos de moldagem e do tratamento de superfície de metais e de plásticos

0,3

0,3

13 00 00

Óleos usados (excepto alimentares e 05 00 00 a 12 00 00)

772

14 00 00

Resíduos de substâncias orgânicas usadas como solventes (excepto categorias 07 e 08)

4

4

15 00 00

Embalagens, absorventes, panos de limpeza, materiais filtrantes e vestuário de protecção

44

44

16 00 00

Resíduos não especificados neste catálogo

135

21

17 00 00

Resíduos de construção e demolição (incluindo construção de estradas)

14 327

1 040

19 00 00

Resíduos de instalações de tratamento de resíduos e de ETAR e da indústria da água

1 734

20 00 00

Resíduos urbanos e similares do comércio e serviços incluindo as fracções recolhidas selectivamente

545

39

20

604

101 124

1 212

10 219

112 555

TOTAIS

Transporte

112

Distribuição

104

Total

988

156 10 095

15 457

1 734

A quantidade total de resíduos perigosos é bastante reduzida (cerca de 3 300 toneladas por ano), cerca de 3% relativamente ao total de resíduos gerados (mais de 112 000 toneladas por ano). Na Figura 21 apresentam-se as percentagens de resíduos perigosos, e totais gerados pelos sectores de produção, transporte e distribuição de electricidade, em relação aos valores totais para o continente, referentes ao ano 2000.

Julho 2003

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Produção de resíduos perigosos por sector vs Produção total de resíduos perigosos

3.7

3.4

92.9

Produção

Transporte

Distribuição

Produção de resíduos perigosos por sector vs Produção total de resíduos 0.1% 0.1%

3.0%

Produção

Transporte

Distribuição

Produção total de resíduos por sector vs Produção total de resíduos 1% 9%

90%

Produção

Transporte

Distribuição

Figura 21 - Distribuição Percentual dos Resíduos Industriais gerados no continente pelos sectores de Produção, Transporte e Distribuição de Electricidade no ano 2000

5.1.2 Regiões Autónomas Julho 2003

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Os Açores, tal como a Madeira, dispõem de uma potência instalada global para produção de energia eléctrica da ordem dos 4% do total do território nacional, como se viu anteriormente. No entanto, os equipamentos produtores de energia são de tipo totalmente diferente, nomeadamente, no caso das centrais termoeléctricas, em que apenas são utilizados motores diesel.

No Quadro 25 apresentam-se as quantidades de resíduos classificados segundo o código CER e gerados no ano em que foi possível a obtenção de dados (1999) segundo informação da EDA.

No que se refere à Madeira não foi possível a obtenção de dados sobre a geração de resíduos naquela região.

Na produção de energia eléctrica os óleos lubrificantes e as lamas oleosas são os resíduos dominantes. Tal facto resulta da utilização de motores de tipo alternativo consumidores de elevadas quantidades de óleos lubrificantes, e ao facto de não serem contabilizadas as cinzas devido à ausência de filtros eficientes nos gases de escape dos motores.

Quadro 25 – Classificação dos resíduos produzidos nas centrais dos Açores Quantidade ( t / ano) Código CER

Resíduo

10 00 00

Resíduos inorgânicos de processos térmicos

0,35

0,35

13 00 00

Óleos usados (excepto alimentares e 05 00 00 a 12 00 00)

319

319

15 00 00

Embalagens, absorventes, panos de limpeza, materiais filtrantes e vestuário de protecção

10,5

10,5

17 00 00

Resíduos de construção e demolição (incluindo construção de estradas)

19 00 00

Resíduos de instalações de tratamento de resíduos e de ETAR e da indústria da água

31,5

31,5

20 00 00

Resíduos urbanos e similares do comércio e serviços incluindo as fracções recolhidas selectivamente

0,55

0,55

Total

(designação conforme o CER)

Produção de electricidade

1

363

Transporte e distribuição

Total

6 155

6 156

6 155

6 518

5.2 – Análise da quantidade global de resíduos produzidos por tipo de central Julho 2003

55/72


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No Quadro 26 apresenta-se a produção global de resíduos perigosos e não perigosos em 2000 por tipo de central juntamente com indicadores de funcionamento, tendo agrupado na designação combustíveis fósseis o gás natural, o fuelóleo e o carvão, excepto o fuel usado na central de cogeração do Barreiro. No capítulo 5.3 faz-se uma análise detalhada dos resíduos provenientes da combustão, comparando as centrais a fuel versus carvão e gás natural. Quadro 26 – Produção de resíduos versus indicadores de funcionamento no ano de 2000 Toneladas de resíduos

Centrais

Produção energia em 2000 (GWh)

Potência instalada (MW)

Factor de carga (%) em 2000

Não perigosos

Perigosos

95 951

3 212

99 163

24 410

4 730

58.9

1 320

0

1 320

5

9

6.3

Cogeração (Barreiro)

32

51

83

179

65

31.4

Centrais hidroeléctricas

66

79

145

10 229

4 329

27.0

382

29

411

618

295

23.9

0

1

1

70

30

26.6

101 124

35 511

9 458

42.9

Termoeléctricas com combustíveis fósseis Biomassa

Mini-hídricas Eólicas

TOTAL

Julho 2003

97 752

3 372

Totais

56/72


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5.3 – Análise das quantidades de resíduos inorgânicos de processos térmicos produzidos em centrais termoeléctricas Os resíduos inorgânicos de processos térmicos estão classificados no código 10 00 00 da classificação CER e são constituídos, na sua grande maioria (99,9 %) por cinzas e escórias provenientes da combustão do fuel e do carvão. Para além das cinzas, estão classificados neste código produtos como os revestimentos e refractários das câmaras de combustão, como foi já referido. Considerando a totalidade dos resíduos produzidos no sector eléctrico do Continente, as cinzas e escórias representaram, em 2000, cerca de 78% em massa da totalidade de resíduos o que justifica uma análise detalhada da produção deste tipo de resíduo. Estes resíduos provêm das centrais termoeléctricas que funcionam com fuelóleo, carvão e biomassa. As escórias e cinzas volantes provenientes da queima do fuel integram-se na definição de resíduos perigosos da classificação CER apresentando-se contaminadas com hidrocarbonetos inqueimados num total de 85% em peso. As escórias e cinzas volantes produzidas nos períodos de arranque das centrais a carvão contêm, também, hidrocarbonetos inqueimados, sendo, por isso, classificadas como resíduos perigosos (cerca de 7%). No Quadro 27 apresenta-se a repartição destes resíduos por tipo de central termoeléctrica. Quadro 27 - Resíduos de combustão por central termoeléctrica do Continente (t/ano) Tapada do Outeiro Fuel

Biomassa

22,9

236

1 320

83 559

3,0

-

1 320

46 385

Código

Pego

Sines

Carregado

Setúbal

Barreiro

CER

Carvão

Carvão

Fuel+GN

Fuel

Fuel

1 622

Mortágua

Total

10 00 00

15 877

63 833

648,4

10 01 01

13 190

31 833

39,3

10 01 02

2 687

32 000

-

-

-

-

-

34 687

10 01 04

-

-

534,9

1 622

-

236

-

2 393

10 01 11

-

-

22,4

-

11,0

-

-

33,4

10 01 12

-

-

7,4

-

8,9

-

-

16,3

10 01 99

-

-

44,3

-

-

-

-

44,3

10 01 01Cinzas de carvão dos períodos de arranques (escórias); 10 01 02 Cinzas volantes de fuelóleo 10 01 11 Lamas aquosas provenientes da limpeza de caldeiras 10 01 12 Revestimentos de fornos e refractários usados; 10 01 99 Outros resíduos não especificados

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No Quadro 28 indica-se a geração de resíduos provenientes das cinzas e escórias da combustão (classificação 10 00 00 do código CER), relembrando alguns parâmetros caracterizadores de cada central já referidos anteriormente. As centrais a carvão produzem cerca de 95 % do total de cinzas e escórias. Encontram-se classificados como perigosos apenas as cinzas provenientes da combustão do fuelóleo o que representa cerca de 3 % do total. No entanto, as cinzas volantes provenientes da combustão do carvão e as escórias destas apresentam, também, vestígios de hidrocarbonetos, como já foi referido. Quadro 28 – Produção de cinzas e escórias por tipo de central em 2000 Tipo de central e de

Resíduos

Produção de energia

Potência instalada

combustível

(t)

(GWh)

(MW)

Fuelóleo

2 506

10 363

2 844

Carvão

79 710

14 047

1 886

Biomassa

1 320

4,7

9

Coger. Barreiro

23

179

65

TOTAL

83 559

24 593

4 804

Nos Quadros 29 e 30 apresentam-se alguns indicadores que permitem comparar, nomeadamente, a produção de cinzas e escórias nos vários tipos de centrais. Quadro 29 – Indicadores de funcionamento das centrais termoeléctricas

Tipo de central

Fuelóleo Carvão Biomassa Coger. Barreiro Total

Julho 2003

Produção de

Distribuição de

Volume de

Produção de

Distribuição da

cinzas, escórias

pessoal

vendas

energia

potência instalada

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

3,0

56,5

51,0

42,1

59,2

95,4

33,0

46,3

57,2

39,3

1,6

1,4

0,0

0,0

0,2

0,03

9,1

2,7

0,7

1,3

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

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Quadro 30 – Indicadores de funcionamento das centrais termoeléctricas Tipo de central

Factor de carga (%)

(kg resíduos / MWh)

(kg resíduos / MW)

Fuelóleo

41,6

0,2

881

Carvão

85,0

5,7

42 264

6,0

279,8

146 667

Cogeração Barreiro

31,7

0,1

355

Total

58,4

3,4

17 396

Biomassa

Nota: Neste quadro, a energia referida reporta-se exclusivamente à electricidade gerada, não incluindo a produção de energia térmica.

De referir que: ! A produção de cinzas e escórias no ano 2000 foi cerca de 10% dos valores registados em anos anteriores. Tal facto deve-se a que no ano 2000 as cinzas volantes provenientes das centrais a carvão e isentas de hidrocarbonetos passaram a ser classificadas como subproduto desde que cumpridas as condições impostas no ofício do INR nº. 1082, de referência DGR/SSR.204, de 19 de Abril de 2000, sendo, na sua maior parte, vendidas às empresas cimenteiras como matéria-prima. !

As elevadas taxas de produção de resíduos que a central de biomassa apresenta resulta do facto da central ser uma unidade de demonstração e, como tal, necessitar de introdução de melhorias técnicas, o que tem conduzido a uma situação de funcionamento irregular.

!

A central de cogeração do Barreiro não apresenta cinzas por ausência de filtros de retenção de partículas dos gases de combustão

Nas Figuras 22 a 27 apresentam-se graficamente os resultados constantes destes t de resíduos

quadros. Cogeração Barreiro

Biomassa Carvão

Fuelóleo 0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

Toneladas de resíduos / ano

Figura 22 – Cinzas e escórias produzidas por cada tipo de central termoeléctrica em 2000 Julho 2003

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kg resíduos/Euro Cogeração Barreiro 0,8

5 099,0

Biomassa

Carvão

158,1

Fuelóleo

4,5 0

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

Figura 23 – Cinzas e escórias produzidas por unidade de vendas para cada tipo de central termoeléctrica em 2000

kg resíduos/MW

Cogeração Barreiro

355 146 667

Biomassa Carvão

42 264

Fuelóleo

881 0

20 000 40 000 60 000 80 000 100 000 120 000 140 000 160 000

Figura 24 – Cinzas e escórias produzidas por MW de potência instalada por cada tipo de central em 2000

kg resíduos/MWh

Cogeração Barreiro

Biomassa Carvão

Fuelóleo 0

50

100

150

200

250

300

Figura 25 – Cinzas e escórias produzidas por MWh de energia eléctrica produzida por cada tipo de central em 2000 Julho 2003

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% de resíduos Cogeração Barreiro Biomassa Carvão Fuelóleo 0

20

40

60

80

100

Figura 26 – Distribuição percentual de cinzas e escórias produzidas por cada tipo de central em 2000

kWhano/kWinst (%)

Cogeração Barreiro Biomassa Carvão Fuelóleo 0

20

40

60

80

100

Figura 27 – Cinzas e escórias produzidas por MW de potência instalada por cada tipo de central em 2000

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6- POTENCIAL DE PREVENÇÃO

Na produção de energia eléctrica podem-se considerar 4 grandes grupos de resíduos resultantes do processo, os quais têm vindo a ser comentados ao longo deste texto: ! Cinzas e resíduos de combustível provenientes do processo de produção de energia térmica em centrais a fuelóleo; ! Cinzas e resíduos de combustível provenientes do processo de produção de energia térmica em centrais a carvão; ! Óleos lubrificantes e hidráulicos utilizados nos equipamentos mecânicos; ! Óleos isolantes utilizados em transformadores de tensão e sistemas de protecção.

No transporte e distribuição de energia eléctrica apenas têm significado os resíduos provenientes do uso de óleos isolantes. Cinzas e resíduos de combustível provenientes do processo de produção de energia térmica em centrais a fuelóleo

As cinzas são compostos inorgânicos constituintes do fuelóleo, carvão e biomassa, cuja quantidade depende da composição do combustível. Podem ser transportadas pelos gases de combustão e denominam-se cinzas volantes, ou podem depositar-se no interior das câmaras de combustão e cinzeiros, dando origem às cinzas de fundo e escórias. As cinzas volantes, em centrais sem filtros de gases instalados ou com filtros de baixa eficiência, dão origem a emissões e, portanto, não são contabilizadas como resíduo. Logo, será de notar que, quanto maior for a eficácia da redução das emissões de partículas nos gases de combustão, maiores serão as quantidades de resíduos gerados. Em termos de qualidade, as cinzas das centrais a fuel são, como se referiu, resíduos considerados perigosos, cujo destino terá que ter em conta esta situação.

A produção de resíduos provenientes da combustão, qualquer que seja o combustível utilizado, depende da maior ou menor eficiência energética dos equipamentos térmicos de transformação de energia química do combustível em energia térmica e mecânica (geradores de vapor, turbinas a gás e motores alternativos). Um equipamento de alto rendimento necessitará de menor quantidade de combustível para a produção da mesma energia útil, o que consequentemente conduzirá a um decréscimo na produção deste tipo de resíduo. Julho 2003

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Cinzas e resíduos de combustível provenientes do processo de produção de energia térmica em centrais a carvão.

As cinzas resultantes da combustão do carvão dependem da qualidade do carvão utilizado e dos tratamentos que sofreu a montante da central onde vai ser utilizado, no sentido da remoção de enxofre e limpeza de outros produtos inorgânicos a ele associado. O facto das cinzas do carvão não serem consideradas como produto perigoso, permite encontrar aplicações para o seu escoamento, como é o caso das cimenteiras. Desta forma, uma grande parte das cinzas volantes geradas em centrais a carvão (cerca de 90%) são vendidas, passando a ter a designação de subproduto, mediante autorização do Instituto de Resíduos, cumpridas as condições impostas no ofício do INR nº. 1082, de referência DGR/SRR.204 de 19 de Abril de 2000.

A redução da produção das cinzas nas centrais a carvão dependerá, assim: ! da qualidade dos carvões utilizados; ! do rendimento energético da central respectiva.

O enxofre que o carvão pode conter e cuja combustão origina emissões de óxidos de enxofre pode originar a necessidade de serem incorporadas unidades para dessulfuração dos gases de combustão, o que virá a produzir gesso. Óleos lubrificantes e hidráulicos

São comuns a todos os tipos de centrais eléctricas em funcionamento em 2000, dado que todas elas produzem energia eléctrica a partir de energia mecânica. As quantidades produzidas por kWh variam consoante o tipo de fonte de energia utilizada, como se constatou anteriormente quando da análise da produção de resíduos. No entanto, dado que as quantidades destes resíduos produzidos são relativamente pequenas e os espaçamentos entre mudanças de óleos muito elevados, não é possível uma análise por tipo de central e por kWh produzido a partir dos dados de um ano. Apenas qualitativamente se poderá dizer que as centrais eólicas terão menor produção deste tipo de resíduo e que as centrais com motores alternativos serão as que têm uma produção maior por kWh.

A redução da produção de óleos residuais deste tipo dependerá: Julho 2003

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! Da maior ou menor complexidade e fiabilidade dos sistemas mecânicos de transformação de energia utilizados na central; ! Do tipo e qualidade dos óleos utilizados visando permitir um maior espaçamento nas operações de substituição desses óleos, bem como a sua reutilização após tratamentos adequados, incluindo a filtragem. A utilização de óleos sintéticos permitiu aumentar significativamente o seu tempo de utilização e a consequente redução deste tipo de resíduo. Óleos isolantes

São comuns a todas as centrais eléctricas, incluindo as centrais que utilizam fontes de energia ditas renováveis, ao transporte e distribuição de electricidade. A produção deste tipo de resíduo não depende da eficiência energética das centrais nem do tipo de fonte de energia que utiliza, mas apenas da sua dimensão em termos de potência instalada. A sua redução dependerá: ! do aumento da durabilidade das características dos óleos de que se destacam as propriedades dieléctricas; ! da utilização de sistemas de regeneração que assegurem a manutenção dessas características dentro dos limites exigidos pelo processo.

A proibição de uso de óleos contendo PCB’s (DL 277/99 de 23 de Julho), obriga à eliminação, a muito curto prazo (até 2010), destes óleos e dos equipamentos que, de qualquer forma, foram contaminados pelo seu uso. Este facto leva a que nos resíduos contendo PCB’s se incluam transformadores e outros equipamentos, de elevado peso, originando quantidades de resíduos de grande tonelagem, com tendência a aumentar no curto prazo. É, no entanto, de prever tratar-se de resíduos que deixarão de existir logo que a sua substituição tenha sido concluída. 6.1 - Medidas de prevenção da produção de resíduos provenientes de combustíveis e de processo de combustão

Feita a súmula dos principais factores condicionantes da produção de resíduos e nos quais qualquer intervenção tem elevado impacto na sua prevenção, detalham-se, a seguir, tecnologias e medidas de prevenção da produção de resíduos que se encontram já comercializadas. De referir a importância da boa gestão dos resíduos

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produzidos (ver subcapítulo 6.4) de forma a diminuir o seu impacto no ambiente facilitando ao mesmo tempo a sua possível reutilização e eventual reciclagem. ! Uso de combustíveis sólidos e líquidos de boa qualidade

A qualidade dos combustíveis tem, como se referiu anteriormente, grande influência na qualidade e quantidade de resíduos gerados. No caso dos combustíveis fósseis, teoricamente compostos de carbono e hidrogénio, podem apresentar, na sua composição, minerais como o enxofre, o vanádio, entre outros, os quais têm efeitos indesejáveis de toda a ordem, incluindo uma contribuição importante para o aumento da geração de resíduos nos utilizadores.

Esta contaminação dos hidrocarbonetos e do carvão difere consoante a sua origem e, no caso do fuel, da origem do “crude”. A necessidade de diversificação geográfica das importações de petróleo, a disponibilidade das reservas e o preço na origem, levam a que se tenha de proceder a importações de menor qualidade. Por outro lado, existem tecnologias para descontaminação destes produtos, quer à saída da mina (caso da lavagem dos carvões) quer em refinaria (caso da dessulfuração do fuel). São tecnologias que encarecem os combustíveis, particularmente no que se refere aos fueis, tornando-as economicamente pouco interessantes. A aquisição de combustíveis sólidos e líquidos de boa qualidade por parte das centrais termoeléctricas sendo um factor, por si só, de grande importância na prevenção de resíduos, nem sempre se verifica. O recurso a estas tecnologias só se generalizará quando os custos associados à poluição ambiente, justificar economicamente o recurso a combustíveis mais caros. ! Utilização de combustíveis gasosos

Já se referiu anteriormente a necessidade de recorrer cada vez mais a combustíveis valorizados por tecnologias que lhes melhorem as características de combustão e lhes retirem os elementos contaminantes responsáveis pela produção de resíduos. O gás natural distribuído em Portugal tem-se apresentado como uma alternativa aos combustíveis sólidos e líquidos, por permitir uma combustão eficiente, característica comum aos combustíveis gasosos quando se utilizam tecnologias e controle de combustão eficientes, não contendo produtos contaminantes produtores de cinzas. É, no entanto, um combustível fóssil, Julho 2003

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importado, com reservas limitadas, as quais com o aumento do seu consumo, ainda mais se reduzirão. Deverá, por isso, ser considerado como mais uma contribuição para a diversificação energética de Portugal, totalmente dependente da importação de combustíveis fósseis e não como a solução definitiva para uma combustão mais limpa.

Destacam-se, a seguir, as principais vantagens que apresenta na prevenção da geração de resíduos: -Ausência de enxofre, o que permite um aproveitamento maior do calor dos gases de combustão por diminuição da sua temperatura sem perigo de corrosões, como acontece actualmente com os fueis; -Combustão eficiente com produção muito reduzida de inqueimados, por aplicação de tecnologias simples; -Combustão praticamente isenta de cinzas. ! Aumento da eficiência energética das centrais termoeléctricas O aumento do rendimento energético das centrais é, como se referiu já, um dos factores mais importantes para redução de resíduos por kWh eléctrico produzido, em especial, de cinzas misturadas com hidrocarbonetos residuais resultantes dos combustíveis utilizados. Estes resíduos estão, na sua maioria, integrados na categoria de resíduos perigosos, se exceptuarmos o caso das cinzas provenientes da queima do carvão. Os resíduos provenientes da manipulação de produtos químicos decorrentes das actividades laboratoriais e de tratamento de águas são, também, reduzidos por este aumento de rendimento. A sua importância decorre do facto das centrais termoeléctricas convencionais em Portugal apresentarem, rendimentos mecânicos relativamente baixos, da ordem dos 35 a 38 %. Tal permite ainda afirmar, como se referiu anteriormente, que a produção de 1 kWh de electricidade necessita de 3 kWh de combustível. Este valor dá uma ideia do “desperdício” de energia que ainda se verifica nas transformações energéticas, com a consequente geração de resíduos. Com tecnologias bem dominadas e já comercializadas, algumas em início de utilização em Portugal (caso dos sistemas de ciclos combinados), é possível aumentar o rendimento da produção de energia eléctrica para valores da ordem dos 55% (caso da nova central da Tapada do Outeiro). Tal significa uma possível redução de resíduos de hidrocarbonetos, cinzas e produtos químicos na ordem dos 40%.

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Outras tecnologias como é o caso da cogeração, onde se podem integrar os sistemas designados por IGCC (sistemas integrados de gasificação de combustíveis sólidos com produção de energia eléctrica por ciclo combinado) em que os rendimentos globais da produção de energia eléctrica atingem valores entre os 40 e os 55% e das centrais super-críticas, (produção de vapor de água a temperaturas acima do ponto crítico) que apresentam rendimentos de produção de electricidade acima dos 43 % permitem, também, significativa redução da geração de resíduos apenas com um melhor aproveitamento das fontes de energia convencionais. Resumidamente apresentam-se as principais opções actualmente disponíveis para prevenção de geração de resíduos provenientes de processos de combustão:

-Preparação dos combustíveis (carvão e fuel) a montante da sua utilização nas centrais de forma a torná-los mais limpos;

-Controle da combustão dos equipamentos térmicos (geradores de vapor e motores térmicos) para aumento do rendimento energético, diminuição de inqueimados e de produção de cinzas;

-Utilização de gás natural na produção de energia eléctrica de origem térmica;

-Utilização de dual/fuel (queima mista de gás natural e fuel ou somente uso de gás natural nos períodos de arranque das centrais, altura em que os precipitadores electrostáticos são desligados);

-Uso de tecnologias de produção de energia térmica e mecânica de elevado rendimento energético (caso das centrais super-críticas, de ciclo combinado e de cogeração);

-Promoção da difusão de centrais utilizando energias renováveis.

No Quadro 31 comparam-se os rendimentos energéticos dos vários tipos de centrais termoeléctricas já comercializadas, chamando a atenção para a possibilidade de redução da geração de resíduos por aumento da eficiência energética, recorrendo a

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combustíveis líquidos e sólidos previamente tratados, dispensando desta forma o recurso exclusivo ao gás natural. Quadro 31 – Comparação da eficiência energética de centrais termoeléctricas actualmente comercializadas Equipamento de Tipo de central

produção de calor energia mecânica

Global

-

35 a 38

-

Turbina de gás

-GN -Gasóleo

20 a 25

-

20 a 25

-

Motor diesel

-Fuelóleo -“dualfuel”

37 a 40

-

37 a 40

-

Motor Otto

-GN -Fuelóleo

35 a 38

-

35 a 38

15 a 20

50 a 70

70 a 85

15 a 35

0 a 70

70 a 85

Turbina de vapor de contra pressão

Turbina de vapor de extracção

-Fuelóleo -GN -Carvão pulverizado -Carvão e biomassa

Com caldeira de recuperação

Turbina de gás

-GN -Gasóleo

20 a 25

50 a 60

70 a 85

Com caldeira de recuperação

Motor diesel

-Fuelóleo -“Dual fuel”

37 a 40

30 a 40

70 a 85

Com caldeira de recuperação

Motor Otto

-GN -Fuelóleo

35 a 38

30 a 40

70 a 85

Gerador de vapor super-crítico

Turbina de vapor de condensação

-Fuelóleo -GN -Carvão pulverizado

43 a 46

-

43 a 46

Turbina de gás; Turbina de vapor

-GN

50 a 60

-

50 a 60

Turbina de gás; Turbina de vapor de condensação

-Carvão gasificado

50 a 60

-

50 a 60

Centrais de ciclo Caldeira de combinado recuperação

IGCC

Eléctrico Térmico 35 a 38

Cogeração com turbinas de vapor Gerador de vapor saturado e sobreaquecedor

Centrais supercríticas

Rendimento energético (%)

-Fuelóleo -GN -Carvão pulverizado

Gerador de vapor saturado e sobreaquecedor

Cogeração com motores de combustão interna

Combustível

Turbina de vapor de condensação

Centrais -Gerador e convencionais sobreaquecedor de com uso de vapor vapor

Centrais convencionais de pequena e média potência

Produção de

-Gasificador -Caldeira de recuperação

* Combustão em reactor de leito fluidizado

6.2 - Medidas de prevenção da produção de resíduos de óleos lubrificantes - Uso de tecnologias minimizando a existência de superfícies de contacto móveis para transformação da forma de energia da fonte (química, hídrica, eólica, geotérmica e outras) em energia eléctrica. Desta forma reduz-se a quantidade de óleos lubrificantes em circulação nos sistemas.

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-Utilização de óleos sintéticos que permitam um maior espaçamento entre mudanças sem perda das suas características lubrificantes; -Controle periódico das propriedades dos óleos para permitir maximizar o tempo de utilização sem prejuízo para as máquinas.

6.3 - Medidas de prevenção da produção de resíduos de óleos isolantes

-Utilização de óleos sem PCB`s. Esta medida já foi tomada em todas as centrais visitadas, encontrando-se agora na fase de eliminação dos óleos existentes com PCB’s e dos equipamentos por eles contaminados; -Uso de tecnologias de tratamento dos óleos que permitam repor as características dieléctricas exigidas como isolante, aumentando desta forma os espaçamento entre substituições, actualmente já com períodos bastante longos de utilização; -Utilização de tecnologias e equipamentos exigindo menos intervenções de manutenção.

6.4 - Medidas de boa gestão de resíduos -Recolha selectiva de resíduos; -Uso de bacias de contenção de óleos provenientes de derrames acidentais; -Reutilização dos óleos provenientes de derrames; -Instalação de filtros e precipitadores electrostáticos; -Tratamento dos óleos para reutilização nas máquinas respectivas; -Entrega de óleos usados para reciclagem; -Utilização das cinzas provenientes da combustão do carvão noutras indústrias.

6.5 – Considerações finais sobre tecnologias estudadas

As centrais termoeléctricas são actualmente, e continuarão a ser por mais algumas décadas, as principais produtoras de energia eléctrica, pelo que será sugestivo resumir as tecnologias que se vêm a desenvolver no sector das máquinas térmicas (geradores de calor, motores alternativos, turbinas de gás e de vapor e reactores térmicos) utilizados nas centrais termoeléctricas e que visam fundamentalmente:

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-Aumentar o rendimento da produção de energia; -Utilizar a maior variedade possível de combustíveis, tendo em atenção a relação preço/qualidade e a diversificação geográfica como forma de assegurar os abastecimentos; -Reduzir as emissões gasosas e de partículas; -Reduzir a geração de resíduos e a sua perigosidade para o ambiente. As implicações na geração de resíduos dos avanços tecnológicos registados nesta área verificam-se, na maioria dos casos; indirectamente e resultam da redução do consumo de combustíveis por melhoria do rendimento energético das máquinas que os utilizam.

A utilização de combustíveis mais limpos, como é o caso do gás natural, tem, por si só, uma influência directa na redução da quantidade de resíduos gerados. Como se referiu, a necessidade de diversificar os combustíveis e as limitações das reservas de gás natural não aconselham à tendência para a sua utilização quase exclusiva. Daqui se infere a necessidade da limpeza dos combustíveis líquidos e sólidos adquiridos pelas centrais. No entanto, a continuação da utilização de combustíveis de fraca qualidade (sem tratamento prévio) de baixo custo mas com elevados teores em inorgânicos, terá como consequência o aumento da geração de resíduos provenientes da combustão. O esforço que se vem fazendo para reduzir a dispersão de poluentes na atmosfera, concentrando-os nos locais onde são produzidos, poderá contribuir, também, para esse aumento. Esta retenção de resíduos exige, no entanto, o uso de tecnologias de limpeza e tratamento dos gases de exaustão que serão tanto mais onerosas quanto maiores forem as exigências sobre a qualidade do ar. Desta forma viabilizar-se-à progressivamente o recurso a combustíveis de melhor qualidade.

. A solução para cerca de 80 % dos resíduos produzidos (cinzas volantes provenientes do carvão e lamas de remoção do enxofre gesso) passa, como se referiu anteriormente, na sua utilização, como sub-produto em materiais de construção. No Quadro 32 apresentam-se as principais características de centrais termoeléctricas já em laboração, com dimensões próximas das centrais portuguesas, as quais constituem casos estudados que apresentam tecnologias inovatórias, em que o factor comum é o seu elevado rendimento de produção de energia eléctrica com utilização de combustíveis sólidos, na sua maioria de fraca qualidade. Em funcionamento, estas centrais pretendem respeitar os valores mínimos estabelecidos para a qualidade do ar a nível de emissões e com redução da produção de resíduos que, por outro lado,

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poderão ter aplicações industriais (cinzas volantes do carvão e lamas resultantes da dessulfuração dos gases de combustão).

Quadro 32 – Centrais termoeléctricas e tecnologias inovatórias associadas

Designação da central

Local

Tipo de ciclo termodinâmico

Meri Pori

Finlândia

Vapor supercrítico

Schwarrze

Alemanha

Vapor supercrítico

-

Vapor supercrítico

Varioplant Siemens

Tipo de turbina

Turbina de condensação Turbina de extracção Turbina de condensação

Vapor Rauhalahti

Finlândia

sobreaquecido

Turbina de contrapressão

(CHP cogeração) Vapor Kraftwarme

Suécia

Combustível e tipo de reactor

Carvão pulverizado

Lignite

Carvão pulverizado

Potência (MW eléctricos)

Rendimento global (%)

560

43,5

1600

55

700

43

87

85

100

-

50

-

317

47

Carvão e biomassa Sistema BFB

(1)

Carvão e biomassa.

sobreaquecido

-

Recirculação de gases FGR

(CHP cogeração)

(2)

Carvão e biomassa La Pereda

Espanha

Vapor

Turbina de

sobreaquecido

condensação

com elevados teores em cinzas e voláteis Sistema CFBC

Puertollano

Espanha

Ciclo combinado

Turbina de Gás

Carvão e fuel de

e turbina de

qualidade inferior

vapor de condensação

(1) (2) (3)

(3)

(IGCC) Gasificador

BFB – Combustão em leito fluidizado borbulhante CFBC – Combustão em leito fluidizado circulante FGR - Gases de combustão com recirculação

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PNAPRI – Guia Técnico do Sector da Produção, Transporte e Distribuição de Energia

Bibliografia e endereços consultados Efficient electricity production from biomass through IPCC power plant by Christian Roy, Université Laval, Department of Chemical Engineering, Sainte-Foy (Québec) Canada G1 T784. WWW.gch.ulaval.ca/croy Fuel oil saving additive, www.residuumsol.com Renewable fuel cell power from biogas;James&James(Science Publishers), 35-37 William Road, London NW1 3ER, UK ELCOGAS Puertollano IGCC made at a seminar organised by DG TREN at Brussels on 31 st October 2000 European Co-Combustion of Coal, Biomass and wastes Power generation using indirectly-fired gas turbines Power generation by externally co-firing an existing fossil-fuel-fired boiler Technical annexes of trade promotion working group meeting at Seville, September 2001 The heuristic envirocycles www.heuristicengineering.com

waste

disposal

with

energy

recovery;

www.gepower.com; http://carnot-online.org/case_studies/case_studies_data_base/case_sudies/pdf www.nea.fr/html/ndd/investment/session3 www.coalresearchforum.org/crfrepo6.html www.higman.de/gasification/imeche.pdf www.energyproducts.com/documents/ravena2a.pdf

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Sector produção energia