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Padrões de Eficiência Energética
para Equipamentos Elétricos de uso
Residencial

Conrado A. Melo

08/07/2009
Índice
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Introdução
Consumo Residencial de Eletricidade
Eficiência Energética
Padrões de Eficiência Energética
Metodologia de Projeção
Aplicações e Resultados
Conclusões e Considerações Finais

2
Elementos de análise para implementação de padrões de
eficiência energética (MEPS)

3
Contexto no Brasil
• Lei Nº 10.295 (2001) que dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso
Racional de Energia
• O Decreto Nº 4.059 (2001) regulamentou a Lei 10.295 e estabeleceu o Comitê
Gestor de Indicadores e Níveis de Eficiência Energética – CGIEE
Gerais
1. Levantamento da experiência internacional
2. Avaliação e definição das metodologias a serem
utilizadas;
3. Identificação de parcerias institucionais e
estabelecimento de forma de atuação conjunta;
4.
Identificação de fontes e de recursos financeiros
assim como incentivos fiscais e tributários que
podem ser mobilizados em apoio à
implementação da legislação;
5. Estabelecimento de procedimentos operacionais
para a implementação sustentada da lei;
6. Identificação das implicações comerciais nos
mercados interno e externo;

Específicos
1. Avaliação dos Laboratórios existentes e das
necessidades futuras;
2. Elaboração de estudos de mercado para as
principais máquinas e equipamentos
consumidores de energia;
3. Identificação das inovações tecnológicas que
possam resultar da implementação da lei;
4. Estimativa da economia de energia que pode se
obtida com a implementação da lei;
5. Definição dos equipamentos para elaboração das
regulamentações específicas;
6. Elaboração do Programa de Metas dos primeiros
equipamentos contemplados com alei;
7. Definição de mecanismos de promoção de
eficiência energética para edificações;
4
2007/2008 - Estabelecimento de Portarias Interministeriais
•

Metodologia - Experiência do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE)
Ausência de avaliação de impactos - Notas Técnicas específicas sobre a
metodologia comentam:
“A estimativa de economia de energia em função da entrada em vigor desta
regulamentação requer informações acerca da substituição de
refrigeradores/condicionadores de ar velhos por novos. Atualmente, inexistem
informações concisas a respeito dessas variáveis, o que impede a estimativa da
economia de energia em decorrência da regulamentação. Conforme o ofício
ELETROS OF PRES 181/2005, essa associação informa indispor de informações
de vendas de refrigeradores/condicionadores de ar.”

A ausência dessa análise inviabiliza um ajuste mais fino e específico relacionado a
consideração da eficiência energética no planejamento da matriz energética. No
Plano Nacional de Energia 2030 - Eficiência energética (EPE, 2007) existe uma
lacuna referente a maiores detalhamentos dos impactos e de uma avaliação
prospectiva dos programas/mecanismos de eficiência energética.

5
Objetivos
•

Desenvolvimento de um modelo que permita a realização de projeções do consumo
de eletricidade de refrigeradores, aparelhos de ar condicionado, lâmpadas e
televisores com base em diferentes opções de penetração de consumo energético –
- fundamental para estimar os impactos de padrões de eficiência energética

• Os objetivos específicos são:
1. Diagnosticar o consumo de energia de equipamentos elétricos no setor
residencial.
2. Realizar comparação internacional dos padrões adotados no Brasil para
refrigeradores e aparelhos de ar condicionado.
3. Estimar potenciais de eficiência energética para refrigeradores, aparelhos de ar
condicionado, lâmpadas e televisores considerando a possibilidade de captura de
benefícios econômicos para os consumidores e para a sociedade.
4. Avaliar e discutir os impactos estimados com as projeções oficiais relacionadas
a eficiência energética contempladas no Plano Nacional de Energia 2030 para o
setor residencial.

6
2. O Consumo Residencial de Eletricidade


Consumo crescente:



 acréscimo da penetração de equipamentos elétricos (possíveis explicações)
 população crescente
Penetração incompleta

7
3. Eficiência Energética

8
3. Eficiência Energética – PNE 2030
Conservação “induzida”: refere-se a instituição de programas e ações
específicas refletindo políticas públicas
- montante de energia conservada equivalente ao potencial dito de
mercado, o que tornaria efetivo como resultado de um programa de
ações específicas na área de conservação
- ganhos de 1% até 2030 no setor residencial.

O PNE (2030) justifica:
“Entende-se que há barreiras institucionais, tarifárias, financeiras, acesso à tecnologia,
entre outras, que inibem atingir todo esse potencial. Ações específicas em nível
governamental poderiam viabilizar o atingimento desse potencial. Como parte da
estratégia de atendimento à demanda, entende-se que é possível desenvolver mecanismos
que possam estimular ou induzir o aumento da eficiência no uso da energia.”

9
4. Padrões de Eficiência Energética

10
0,20
0,18

C/V (kWh/Litro)

0,16

MEPS
2 STAR

MEPS
4 STAR

0,14

Refrigeradores

MEPS
1 STAR

0,12

• 200-240 litros: A (33% maior)

0,10
0,08

• 317-330 litros: B (limite máximo)

0,06
0,04

• 342-359 litros: A (limite máximo)

0,02
0,00
204

213

240

317

320

330

342

351

355

359

VOLUME (LITROS - INMETRO 2008)
A

3,9

C

D

E

USA 1997

3,7
Eficiência Energética (W/W)

B

3,5

Ar Condicionado

3,3
3,1

• 7500btu/h: A (15% menor)

2,9
2,7
2,5

• 1000btu/h: A (17% menor)

2,3
2,1

• 18000btu/h: A (22% menor)

1,9
1,7
1,5
6000

7500

8300

10000

12000

18000

21000

30000

• 21000btu/h: A (14% menor)

Capacidade de Refrigeração BTU/h
A

B

C

D

E

11
5. Metodologia – Modelo Geral

12
Design
0
1
2
3
4
5
6
7

Opção
De
Design

Melhoria
da
eficiência

Base
Base + acréscimo
do isolamento na porta
(15mm)
1 + decréscimo de
vazamento pela porta
2 + compressor otimizado
3 + acréscimo da isolação
das gavetas (15mm)
4 + acréscimo da isolação da
porta (15mm)
5 + acréscimo da isolação
das gavetas (15mm)
6 + duplicação da
evaporização

0%

Acréscimo
no Preço
para
o fabricante
0

Fator
preço

Preço
de
Compra

1

1000

Consumo
de
Eletricidade
kWh/ano
326

12%

5

1,01

1010

291

14%

6

1,01

1010

286

30%

15

1,04

1040

251

64%

35

1,08

1080

199

75%

40

1,09

1090

186

102%

59

1,14

1140

161

107%

69

1,16

1160

157

13
5. Metodologia – Modelo Geral

14
15

Resultados
5. Metodologia – Modelo Geral

16
5. Metodologia de Projeção
•

Cenários
– Renda - PIB (taxas de crescimento utilizadas pelo PNE -2030)

– Preços

17
5. Metodologia – Modelo Geral

18
6. Aplicações e Resultados
• Lâmpadas
• Consumidor
- TIR = 85,5%
- Incremento de custo
anualizado R$ 0,97
- Custo economizado com a
operação anual é de R$ 5,15.
• Sociedade (percapita)
- Benefícios R$15,6
- CustosR$ R$ 0,38 - R$ 0,17

19
6. Aplicações e Resultados
• Refrigeradores – MEPS máximo - Potencial Técnico

20
6. Perspectiva - Consumidor

21
6. Perspectiva Sociedade

22
6. Aplicações e Resultados
• Ap. Ar condicionado – MEPS máximo - Potencial Técnico

Base

MEPS

Diferença

Brasil
Modelos (btu/h)
6000 - 7999
8000 -13999
14000 -19999
Total
Modelos
6000 - 7999
8000 -13999
14000 -19999
Total
Modelos
6000 - 7999
8000 -13999
14000 -19999
Total
%

2010
2015
Consumo (TWh/ano)
2,985973
3,272548
1,23833
1,357177
1,482709
1,62501
5,707012
6,254735
Consumo (TWh/ano)
2,957928
2,977389
1,227831
1,246675
1,471734
1,509501
5,657492
5,733565
(TWh/ano)
0,028045
0,295159
0,0105
0,110502
0,010975
0,115509
0,04952
0,52117
0,87%
8,33%

2020

2025

2030

3,212571
1,332304
1,595228
6,140104

3,574443
1,482378
1,774919
6,83174

3,756189
1,557751
1,865166
7,179106

2,470599
1,054524
1,304861
4,829984

2,595855
1,116013
1,391953
5,103821

2,724336
1,171445
1,461356
5,357136

0,741972
0,27778
0,290367
1,31012
21,34%

0,978589
0,366365
0,382965
1,727919
25,29%

1,031853
0,386306
0,40381
1,82197
25,38%

23
6. Perspectiva - Consumidor

24
6. Perspectiva - Sociedade

25
6. Aplicações e Resultados
• Ap. Televisão – Limite de consumo stand by -1W
Ao longo do período das
projeções o consumo de
eletricidade dos televisores
cresce a uma taxa média anual
de 1,56% no cenário base e
1,34% no cenário MEPS.
Essa diferença representa no
ano horizonte do estudo 0,9
TWh de energia economizada

26
7 Conclusão
• A adoção de padrões mais restritos para
refrigeradores e aparelhos de ar condicionado, assim
como a implementação de padrões para lâmpadas e
de consumo no modo de operação stand by para
televisores são ações adequadas para aumentar a
conservação de energia com impactos significativos e
bem determinados, resultando em alguns casos
captura de benefícios econômicos para a sociedade e
para os consumidores.
27
7 Conclusões
O planejamento energético pode ser mais específico ao considerar a eficiência
energética - Por exemplo, na consideração de Padrões de EE

28

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Padrões de Eficiência Energética para Equipamentos Elétricos de uso Residencial

  • 1. Padrões de Eficiência Energética para Equipamentos Elétricos de uso Residencial Conrado A. Melo 08/07/2009
  • 2. Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Introdução Consumo Residencial de Eletricidade Eficiência Energética Padrões de Eficiência Energética Metodologia de Projeção Aplicações e Resultados Conclusões e Considerações Finais 2
  • 3. Elementos de análise para implementação de padrões de eficiência energética (MEPS) 3
  • 4. Contexto no Brasil • Lei Nº 10.295 (2001) que dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia • O Decreto Nº 4.059 (2001) regulamentou a Lei 10.295 e estabeleceu o Comitê Gestor de Indicadores e Níveis de Eficiência Energética – CGIEE Gerais 1. Levantamento da experiência internacional 2. Avaliação e definição das metodologias a serem utilizadas; 3. Identificação de parcerias institucionais e estabelecimento de forma de atuação conjunta; 4. Identificação de fontes e de recursos financeiros assim como incentivos fiscais e tributários que podem ser mobilizados em apoio à implementação da legislação; 5. Estabelecimento de procedimentos operacionais para a implementação sustentada da lei; 6. Identificação das implicações comerciais nos mercados interno e externo; Específicos 1. Avaliação dos Laboratórios existentes e das necessidades futuras; 2. Elaboração de estudos de mercado para as principais máquinas e equipamentos consumidores de energia; 3. Identificação das inovações tecnológicas que possam resultar da implementação da lei; 4. Estimativa da economia de energia que pode se obtida com a implementação da lei; 5. Definição dos equipamentos para elaboração das regulamentações específicas; 6. Elaboração do Programa de Metas dos primeiros equipamentos contemplados com alei; 7. Definição de mecanismos de promoção de eficiência energética para edificações; 4
  • 5. 2007/2008 - Estabelecimento de Portarias Interministeriais • Metodologia - Experiência do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) Ausência de avaliação de impactos - Notas Técnicas específicas sobre a metodologia comentam: “A estimativa de economia de energia em função da entrada em vigor desta regulamentação requer informações acerca da substituição de refrigeradores/condicionadores de ar velhos por novos. Atualmente, inexistem informações concisas a respeito dessas variáveis, o que impede a estimativa da economia de energia em decorrência da regulamentação. Conforme o ofício ELETROS OF PRES 181/2005, essa associação informa indispor de informações de vendas de refrigeradores/condicionadores de ar.” A ausência dessa análise inviabiliza um ajuste mais fino e específico relacionado a consideração da eficiência energética no planejamento da matriz energética. No Plano Nacional de Energia 2030 - Eficiência energética (EPE, 2007) existe uma lacuna referente a maiores detalhamentos dos impactos e de uma avaliação prospectiva dos programas/mecanismos de eficiência energética. 5
  • 6. Objetivos • Desenvolvimento de um modelo que permita a realização de projeções do consumo de eletricidade de refrigeradores, aparelhos de ar condicionado, lâmpadas e televisores com base em diferentes opções de penetração de consumo energético – - fundamental para estimar os impactos de padrões de eficiência energética • Os objetivos específicos são: 1. Diagnosticar o consumo de energia de equipamentos elétricos no setor residencial. 2. Realizar comparação internacional dos padrões adotados no Brasil para refrigeradores e aparelhos de ar condicionado. 3. Estimar potenciais de eficiência energética para refrigeradores, aparelhos de ar condicionado, lâmpadas e televisores considerando a possibilidade de captura de benefícios econômicos para os consumidores e para a sociedade. 4. Avaliar e discutir os impactos estimados com as projeções oficiais relacionadas a eficiência energética contempladas no Plano Nacional de Energia 2030 para o setor residencial. 6
  • 7. 2. O Consumo Residencial de Eletricidade  Consumo crescente:   acréscimo da penetração de equipamentos elétricos (possíveis explicações)  população crescente Penetração incompleta 7
  • 9. 3. Eficiência Energética – PNE 2030 Conservação “induzida”: refere-se a instituição de programas e ações específicas refletindo políticas públicas - montante de energia conservada equivalente ao potencial dito de mercado, o que tornaria efetivo como resultado de um programa de ações específicas na área de conservação - ganhos de 1% até 2030 no setor residencial. O PNE (2030) justifica: “Entende-se que há barreiras institucionais, tarifárias, financeiras, acesso à tecnologia, entre outras, que inibem atingir todo esse potencial. Ações específicas em nível governamental poderiam viabilizar o atingimento desse potencial. Como parte da estratégia de atendimento à demanda, entende-se que é possível desenvolver mecanismos que possam estimular ou induzir o aumento da eficiência no uso da energia.” 9
  • 10. 4. Padrões de Eficiência Energética 10
  • 11. 0,20 0,18 C/V (kWh/Litro) 0,16 MEPS 2 STAR MEPS 4 STAR 0,14 Refrigeradores MEPS 1 STAR 0,12 • 200-240 litros: A (33% maior) 0,10 0,08 • 317-330 litros: B (limite máximo) 0,06 0,04 • 342-359 litros: A (limite máximo) 0,02 0,00 204 213 240 317 320 330 342 351 355 359 VOLUME (LITROS - INMETRO 2008) A 3,9 C D E USA 1997 3,7 Eficiência Energética (W/W) B 3,5 Ar Condicionado 3,3 3,1 • 7500btu/h: A (15% menor) 2,9 2,7 2,5 • 1000btu/h: A (17% menor) 2,3 2,1 • 18000btu/h: A (22% menor) 1,9 1,7 1,5 6000 7500 8300 10000 12000 18000 21000 30000 • 21000btu/h: A (14% menor) Capacidade de Refrigeração BTU/h A B C D E 11
  • 12. 5. Metodologia – Modelo Geral 12
  • 13. Design 0 1 2 3 4 5 6 7 Opção De Design Melhoria da eficiência Base Base + acréscimo do isolamento na porta (15mm) 1 + decréscimo de vazamento pela porta 2 + compressor otimizado 3 + acréscimo da isolação das gavetas (15mm) 4 + acréscimo da isolação da porta (15mm) 5 + acréscimo da isolação das gavetas (15mm) 6 + duplicação da evaporização 0% Acréscimo no Preço para o fabricante 0 Fator preço Preço de Compra 1 1000 Consumo de Eletricidade kWh/ano 326 12% 5 1,01 1010 291 14% 6 1,01 1010 286 30% 15 1,04 1040 251 64% 35 1,08 1080 199 75% 40 1,09 1090 186 102% 59 1,14 1140 161 107% 69 1,16 1160 157 13
  • 14. 5. Metodologia – Modelo Geral 14
  • 16. 5. Metodologia – Modelo Geral 16
  • 17. 5. Metodologia de Projeção • Cenários – Renda - PIB (taxas de crescimento utilizadas pelo PNE -2030) – Preços 17
  • 18. 5. Metodologia – Modelo Geral 18
  • 19. 6. Aplicações e Resultados • Lâmpadas • Consumidor - TIR = 85,5% - Incremento de custo anualizado R$ 0,97 - Custo economizado com a operação anual é de R$ 5,15. • Sociedade (percapita) - Benefícios R$15,6 - CustosR$ R$ 0,38 - R$ 0,17 19
  • 20. 6. Aplicações e Resultados • Refrigeradores – MEPS máximo - Potencial Técnico 20
  • 21. 6. Perspectiva - Consumidor 21
  • 23. 6. Aplicações e Resultados • Ap. Ar condicionado – MEPS máximo - Potencial Técnico Base MEPS Diferença Brasil Modelos (btu/h) 6000 - 7999 8000 -13999 14000 -19999 Total Modelos 6000 - 7999 8000 -13999 14000 -19999 Total Modelos 6000 - 7999 8000 -13999 14000 -19999 Total % 2010 2015 Consumo (TWh/ano) 2,985973 3,272548 1,23833 1,357177 1,482709 1,62501 5,707012 6,254735 Consumo (TWh/ano) 2,957928 2,977389 1,227831 1,246675 1,471734 1,509501 5,657492 5,733565 (TWh/ano) 0,028045 0,295159 0,0105 0,110502 0,010975 0,115509 0,04952 0,52117 0,87% 8,33% 2020 2025 2030 3,212571 1,332304 1,595228 6,140104 3,574443 1,482378 1,774919 6,83174 3,756189 1,557751 1,865166 7,179106 2,470599 1,054524 1,304861 4,829984 2,595855 1,116013 1,391953 5,103821 2,724336 1,171445 1,461356 5,357136 0,741972 0,27778 0,290367 1,31012 21,34% 0,978589 0,366365 0,382965 1,727919 25,29% 1,031853 0,386306 0,40381 1,82197 25,38% 23
  • 24. 6. Perspectiva - Consumidor 24
  • 25. 6. Perspectiva - Sociedade 25
  • 26. 6. Aplicações e Resultados • Ap. Televisão – Limite de consumo stand by -1W Ao longo do período das projeções o consumo de eletricidade dos televisores cresce a uma taxa média anual de 1,56% no cenário base e 1,34% no cenário MEPS. Essa diferença representa no ano horizonte do estudo 0,9 TWh de energia economizada 26
  • 27. 7 Conclusão • A adoção de padrões mais restritos para refrigeradores e aparelhos de ar condicionado, assim como a implementação de padrões para lâmpadas e de consumo no modo de operação stand by para televisores são ações adequadas para aumentar a conservação de energia com impactos significativos e bem determinados, resultando em alguns casos captura de benefícios econômicos para a sociedade e para os consumidores. 27
  • 28. 7 Conclusões O planejamento energético pode ser mais específico ao considerar a eficiência energética - Por exemplo, na consideração de Padrões de EE 28