nome do programa ou texto auxiliareere.energy.gov abordagens e recursos de avaliação nos eua...

Nome do programa ou texto auxiliar eere.energy.gov

Abordagens e recursos de avaliação nos EUAAbordagens e recursos de avaliação nos EUA

Michaela Martin, PEGerente de ProgramaSave Energy Now InitiativeOak Ridge National Laboratory

Workshop de Eficiência Energética Industrial EUA - BrasilRio de Janeiro, Brasil Agosto 8-11, 2011

2 | Eficiência Energética Industrial eere.energy.gov

Visão geral da discussão

• Visando usos finais e potencial de economia de energia• Avaliações do USDOE

– Recursos de avaliação transversal – específicos do

• Sistema– Peritos– QuickPEP ou ePEP– Padrões de avaliação

• Resultados de avaliação de fábricas de grande porte• Avaliações de ar comprimido (Dr. Kissock)• Avaliações do processo de aquecimento (Dr. Muller)


Emissões de energia para a indústria nos EUA

Energia de fabricação nos EUA Pesquisa sobre consumo (MECS)• Pesquisa com amostras

de fábricas nos EUA a cada quatro anos

• Inventário do uso de combustível

• Mapas e utilizações finais de energia

• Visão geral das práticas atuais de gestão energética da indústria nos EUA

• Estatística por amostragem, representando 200.000 fábricas

• www.eia.doe.gov


Emissões de uso final nas fábricas dos EUA

Processo de Aquecimento

Vapor

Bombas

Ventiladores

Ar comprimido

Consumo de energia máxima Sistemas de uso final


Consumo baseado no sistema

• Sistemas de aquecimento sujeitos à ação de chama– Vapor– Aquecimento

• Sistemas elétricos– Bombas– Ar comprimido– Ventiladores

Por que a eficiência energética do sistema é importante?

5


Visando o potencial de economia pelo tipo de sistema

Oportunidades potenciais de economia de energia

Taxas normais de consumo de energia

* Outros usos de energia complementar tais como iluminação representam menos de 2% do consumo de energia

Sistemas a vapor/aquecimento

60 – 80%

Sistemas demotor elétrico

8-15%

Sistemas de bombeamento

7-15%Sistemasde ar comprimido

2-7%Outros*< 2%

10% a 30% 5% a 10% 10% a 20% 10% a 20% 5% a 10%


Percentual do consumo total de energia em fábricas

dos EUA Pequeno 5%

Porte médio37%

Grande58%

0

50000

100000

150000

200000

250000

Fábricas dos EUA: Por tamanho

Fábricas de porte pequeno

Fábricas de porte médio

Fábricas grandes

Núm

ero

de f

ábric

as n

os E

UA

Todas as fábricas

84.298112.398

4.014

200.710

O ITP usa duas abordagens de avaliação geral para atender às demandas das fábricas de todos os portes.

Avaliações específicas do sistema >>0,5

TBTU/ano

Avaliações transversais0,026 – 0,49 TBTU/ano

Avaliações de energia industrial


Porte médio37%

Grande58%

Pequeno 5%Centros de avaliação industrial (IAC)

Avaliações transversais de energia

Abordagem baseada na energia utilizada na fábrica (porte)

Quatro mil e catorze fábricas de grande porte utilizam 58% da energia

Avaliações de economia de energia (focadas no sistema)


Empresas visadas Entidades de implementação Duração Serviços Subsídios/

Financiamento

Fábricas de grande porte com utilização intensiva de energia (≥500 bilhões de BTUs/ano de energia primária)

Peritos em energia - Especialistas qualificados nas práticas recomendadas

Avaliação do sistema de três dias

Utilizar as ferramentas de software do Departamento de Energia dos EUA e a perícia técnica em uma área específica

Gratuito ou com custo compartilhado para as empresas LÍDERES

Fornecer o treinamento prático para o pessoal da fábrica e identificar oportunidades de economia de energia

Empresas de pequeno e médioportes (> 26 bilhões de BTUs/ano, mas <500 bilhões de BTUs/ano em energia primária)

Centros de avaliação industrial com base na universidade (IACs, muitos diretores de IAC são especialistas qualificados)

Avaliação de 1 dia

O corpo docente altamente treinado e os alunos do IAC empregam as ferramentas de software do Departamento de Energia dos EUA e a perícia técnica

Sem custos para as PMEs (pequenas e médias empresas), se aplicável. Identificar oportunidades de

economia deenergia, supérfluose na produtividade

Recapitulação das avaliações de energia industrial do Departamento de Energia dos EUA


• O Programa de Tecnologia Industrial do Departamento de Energia dos EUA executa o treinamento e a capacitação de peritos em energia, qualificados por área do sistema.

• Os workshops de qualificação incluem o treinamento em sala de aula e em atividades práticas ministradas por profissionais de energia muito experientes, além de exames escritos e certificados.

• Há especialistas em energia para áreas específicas do sistema (como ar comprimido, bombeamento, processo de aquecimento, sistemas a vapor e sistemas de ventilação, por exemplo).

Peritos em energia qualificados pelo Departamento de Energia dos EUA


• Descrição da fábrica

• Dados da prestação de serviços públicos

• Informações sobre o consumo de energia

• Visão geral da energia consumida na fábrica

• Distribuição dos custos de energia

• Avaliação preliminar• Áreas de melhoria• Potencial de redução

do consumo de energia

ENTRADAS

http://www1.eere.energy.gov/industry/quickpep_ml

SAÍDAS

Gerador de perfis de energia da fábrica (PEP)

A ferramenta PEP (Gerador de perfil energético de fábricas) pode ser usada para determinar a abordagem inicial

http://www1.eere.energy.gov/industry/quickpep_ml/default.aspx


Padrões de avaliação do sistemaASME

• Desenvolvidos por especialistas em energia de empresas de serviços públicos, da indústria, do Departamento de Energia dos EUA, dos IACs de universidades, de laboratórios nacionais e de organizações de consultoria dos Estados Unidos.

• Utiliza a abordagem baseada no sistema do Departamento de Energia dos EUA.• Fornece uma abordagem abrangente para avaliações holísticas dos

sistemas com utilização intensiva de energia:– Bombeamento– Ar comprimido– Vapor– Processo de Aquecimento

• Define os requisitos para • a organização e a execução de avaliações• a coleta e a análise de dados• a emissão de relatórios de resultados

• Os padrões e documentos de orientação estão disponíveis no endereço:http://www.asme.org/kb/standards#des=EA

http://www.asme.org/kb/standards


Save Energy Now (Economize Energia Agora) Avaliações de fábricas de grande porte baseadas no sistema

Conduzir visita

à fábrica

Analisar e emitir

relatórios de resultados

Colherdados

preliminares

Acompanhamento da implementação

Treinar Quadro de pessoal da fábrica

• As equipes são formadas por especialistas em energia e pelo pessoal da fábrica.

• As equipes focam em ventiladores, compressores de bombas, vapor ou nos sistemas de processo de aquecimento.

• O pessoal da fábrica é treinado nas ferramentas de software do Departamento de Energia dos EUA.

Implementação do projeto bem-sucedida


Tipo de sistema Número de avaliações concluídas do Departamento de Energia dos EUA

Economia de custo identificada

Economia média de custo identificada por fábrica

Processo de Aquecimento

235 USD 341M(RUSD 536,7M)

USD 1.5M ou 10,8%(RUSD 2,36M)

Vapor 342 USD 686M(RUSD 1.079M)

USD 2,0M ou 7%(RUSD 3,1M)

Ar comprimido 160 USD 34M(RUSD 53,5M)

USD 213.000 ou 2,4%(RUSD 335.000)

Ventiladores 49 USD 48M(RUSD 75,5M)

USD 687.000 ou 2,9%(RUSD 1,08M)

Bombas 91 USD 19M(RUSD 29,9M)

USD 214.000 ou 1,2%(RUSD 336.800)

Programa Save Energy Now (Economize Energia Agora) do Departamento de Energia dos EUA. Resultados da avaliação do sistema


AS DEZ PRINCIPAIS OPORTUNIDADES IDENTIFICADAS PARA O PROCESSODE AQUECIMENTO AVALIAÇÕES DAS AUDITORIAS SAVE ENERGY NOW (ECONOMIZE ENERGIA AGORA) - 2006 a 2011

As dez principais oportunidades identificadas para o processode aquecimento

(ESAs - 2006 a 2011)

Número de vezes

identificadas

Economia média de energia

identificada em MMBTU (Primária)

Percentual médio de economia de energia primária identificado (%)

Economia média de custo

de energia identificada ($)

Percentual médio de economia de custo de energia identificado (%)

Média real de período de

retorno (ano)

Reduzir o conteúdo de oxigênio dos gases de combustão (exaustão) 183 24.415 1,2 USD 177.471 1,3 0,9

Uso do calor do gás de combustão ou exaustão para o pré-aquecimento do ar 123 67.325 3,6 USD 407.062 2,6 1,9

Isolamento e manutenção adequados da estrutura ou de peças da fornalha 120 24.476 1,0 USD 166.469 1,1 1,4

Reduzir ou eliminar aberturas e vazamentos de ar na fornalha 76 20.343 1,1 USD 154.529 1,3 1,0

Carregar o pré-aquecimento usando o calor do gás de combustão ou exaustão ou outra fonte de calor residual

72 30.173 1,5 USD 245.646 1,8 2,0

Cascata de calor - uso do calor do gás de combustão ou exaustão de processos de temperatura superior para fornecer calor aos processos de temperatura inferior

61 53.680 2,1 USD 407.020 2,3 1,5

Uso de métodos de aquecimento adequados - substituir métodos ineficientes ou não econômicos por sistemas econômicos ou eficientes

54 83.061 6,5 USD 407.523 3,6 3,0

Recuperação de calor de produtos quentes ou de outras fontes de calor como paredes de uma fornalha ou forno, por exemplo

44 82.963 2,8 USD 558.684 3,3 1,8

Programação, carga ou desligamento da fornalha de modo a evitar atrasos, esperas, resfriamento entre as operações, etc.

40 36.058 2,3 USD 323.857 2,8 0,4

Uso de oxigênio para combustão 37 85.949 2,6 USD 598.268 3,2 1,9

* Com base nas avaliações das auditorias Save Energy Now (Economize Energia Agora) conduzidas entre 2006 e 2011. Números até 1 de julho de 2011.


Dez principais oportunidades de economia de vapor frequentemente identificadas

(ESAs - 2006 a 2011)

Número de vezes

identificadas


identificada em MMBTU

(Primária)


Economia média de custo de

energia identificada ($)



retorno (ano)

Mudar eficiência da caldeira 376 29.136 0,9 USD 206.326 1,3 1,7

Reduzir demanda de vapor mudando os requisitos do processo a vapor 301 81.455 2,0 USD 482.680 2,7 1,9

Melhorar isolamento 233 13.016 0,5 USD 97.611 0,6 1,1

Implementar programa de manutenção de purgadores de vapor 153 22.327 0,6 USD 167.057 0,7 0,7

Mudar taxas de recuperação condensada 136 27.587 0,7 USD 250.288 0,9 1,4

Adicionar ou modificar a operação da turbina a vapor devido à contrapressão 123 68.992 1,1 USD 479.187 2,1 2,6

Modificar trocador de recuperação de calor de água de alimentação por meio de purga de caldeira

113 15.486 0,4 USD 108.806 0,5 1,2

Implementar programa de manutenção de vazamentos de vapor 113 14.617 0,3 USD 73.991 0,4 0,8

Mudar taxa de purga de caldeira 98 15.729 0,3 USD 135.379 0,5 2,1

Reduzir ou recuperar vapor ventilado 68 20.143 0,8 USD 137.822 0,9 0,8


AS DEZ PRINCIPAIS OPORTUNIDADES IDENTIFICADAS PARA VAPOR AVALIAÇÕES DAS AUDITORIAS (ECONOMIZE ENERGIA AGORA) - 2006 a 2011


As dez melhores principais identificadas para ar comprimido

(ESAs - 2006 a 2011)

Número de vezes

identificadas



(Primária)






retorno (ano)

Aperfeiçoar a eficiência do uso final 132 5.020 0,4 USD 27.305 0,3 1,6

Reduzir vazamentos de ar 123 7.711 0,6 USD 41.198 0,5 0,8

Reduzir a pressão de ar do sistema 81 4.503 0,3 USD 26.032 0,3 0,7

Controle de vários compressores (instalar / aperfeiçoar) 80 9.057 0,7 USD 50.911 0,7 0,9

Abrir o soprador 32 9.942 0,5 USD 58.226 0,5 1,4

Aperfeiçoar a eficiência de carga da peça de ajuste do compressor 28 6.553 1,0 USD 37.665 1,0 0,8

Reduzir o tempo de operação 28 6.165 0,5 USD 33.251 0,5 1,2

Aperfeiçoar a condição de entrada do compressor 17 2.273 0,1 USD 11.082 0,1 1,1

Adequar os pontos de ajuste de cascata 12 4.996 0,4 USD 32.873 0,4 0,5

Reduzir a pressão lateral de fornecimento 10 3.589 0,2 USD 18.100 0,2 1,1


AS DEZ PRINCIPAIS OPORTUNIDADES IDENTIFICADAS PARA ARCOMPRIMIDO AVALIAÇÕES DAS AUDITORIAS ECONOMIZE ENERGIA AGORA - 2006 a 2011


As dez melhores oportunidades identificadas para o sistema de bombeamento

(ESAs - 2006 a 2011)

Número de vezes

identificadas



(Primária)






retorno (ano)

Perda de fricção excessiva da válvula durante todo o tempo 83 11.629 0,2 USD 55.878 0,3 1,6

Equipamento aquém do ideal para a aplicação 58 7.611 0,2 USD 42.107 0,2 3,3

Fluxo superior ao necessário para atender aos requisitos do sistema 50 6.161 0,3 USD 35.012 0,2 1,4

Perda de fricção excessiva da válvula durante parte do tempo 31 10.114 0,3 USD 56.864 0,3 3,3

Recirculação excessiva 26 7.012 0,3 USD 40.893 0,3 1,5

Desempenho reduzido do equipamento 15 6.242 0,6 USD 44.321 0,6 3,3

Percurso do fluxo desnecessário 9 3.088 0,1 USD 20.373 0,1 2,0

Modificar tempo de uso 7 7.314 0,2 USD 52.650 0,2 0,8

Perda de fricção excessiva devido ao desenho do sistema 4 8.589 0,3 USD 51.794 0,2 1,0

As especificações do sistema superam os requisitos do sistema 4 7.843 0,2 USD 51.723 0,1 0,3


AS DEZ PRINCIPAIS OPORTUNIDADES IDENTIFICADAS PARA O SISTEMA DE BOMBEAMENTO AVALIAÇÕES das auditorias ECONOMIZE ENERGIA AGORA - 2006 a 2011


As dez principais oportunidades identificadas para o sistema de ventilação

(ESAs - 2006 a 2011)

Número de vezes

identificadas



(Primária)






retorno (ano)

Usar um acionamento de velocidade variável 80 12.892 0,2 USD 72.004 0,2 2,7

Instalar um ventilador novo de tamanho adequado 34 20.891 0,7 USD 131.866 0,7 3,5

Desligar os ventiladores desnecessários 18 18.975 1,2 USD 125.246 0,9 1,5

Modificar a frequência de acionamento da correia 18 2.851 0,3 USD 15.658 0,3 0,6

Instalar um impulsor novo de tamanho adequado 16 24.430 0,5 USD 117.680 0,4 2,9

Aperfeiçoar a disposição da entrada de ar 5 8.237 0,1 USD 48.240 0,1 1,1

Reconfigurar o equipamento de controle da poluição 5 17.393 1,1 USD 112.005 1,1 8,6

Recuperar o calor da exaustão de ar 4 95.384 2,6 USD 588.210 3,5 3,6

Reorganizar os dutos na entrada ou descarga do ventilador 3 82.387 0,7 USD 300.633 0,6 1,3

Retirar a extremidade das lâminas do ventilador 2 2.093 0,1 USD 10.300 0,1 3,9


AS DEZ PRINCIPAIS OPORTUNIDADES IDENTIFICADAS PARA O SISTEMA DE VENTILAÇÃO AVALIAÇÕES DAS AUDITORIAS SAVE ENERGY NOW (ECONOMIZE ENERGIA AGORA) - 2006 a 2011


0 20 40 60 80 100 120 140

325 CHEMICAL MANUFACTURING

322 PAPER MANUFACTURING

331 PRIMARY METALS

311 FOOD

336 TRANSPORTATION EQUIPMENT

327 NON-METALLIC MINERAL PRODUCTS

OTHER

326 PLASTICS AND RUBBER PRODUCTS

324 PETROLEUM AND COAL PRODUCTS

332 FABRICATED METAL PRODUCTS

334 COMPUTER AND ELECTRONIC PRODUCTS

212 MINING

333 MACHINERY MANUFACTURING

321 WOOD PRODUCTS

339 MISCELLANEOUS MANUFACTURING

335 ELECTRICAL EQUIPMENT, APPLIANCES

313 TEXTILE MILLS

314 TEXTILE PRODUCT MILLS

323 PRINTING AND RELATED SUPPORT

312 BEVERAGE AND TOBACCO PRODUCTS

221 UTILITIES

315 APPAREL MANUFACTURING

337 FURNITURE AND RELATED

541 PROFESSIONAL, SCIENTIFIC & TECHNICAL

NUMBER OF ASSESSMENTS

IND

US

TR

Y T

YP

E (

NA

IC)

YEAR 2006 - 2011 (905 SENAs)

A maioria das avaliações foi conduzida em seis grandes indústrias


AS DEZ PRINCIPAIS OPORTUNIDADES IDENTIFICADAS PARA A INDÚSTRIA DE FERRO E AÇO 2006 a 2011

As dez principais oportunidades identificadas para a indústria de ferro e aço

(ESAs - 2006 a 2011)

Número de vezes

identificadas

Economia média de energia identificada

em MMBTU (Primária)


Economia média de custo de energia identificada ($)

Percentual médio de economia de custo

de energia identificado (%)


retorno (ano)



Isolamento e manutenção adequados da estrutura ou de peças da fornalha 35 41.153 0,6 USD 317.627 0,8 1,3

Reduzir ou eliminar aberturas e vazamentos de ar na fornalha 28 22.488 1,2 USD 174.128 1,4 0,9

Carregar o pré-aquecimento usando o calor do gás de combustão ou exaustão ou outra fonte de calor residual.

23 38.522 1,8 USD 316.448 2,0 1,6

Programação, carga ou desligamento da fornalha de modo a evitar atrasos, esperas, resfriamento entre as operações, etc.

23 54.782 2,5 USD 489.121 3,2 0,5

Aperfeiçoar a eficiência do uso final 20 3.169 0,2 USD 14.457 0,2 2,0

Uso de métodos de aquecimento adequados - substituir métodos ineficientes ou não econômicos por sistemas econômicos ou eficientes.

19 165.900 12,5 USD 549.849 3,7 3,3





As dez principais oportunidades identificadas para a indústria química

(ESAs - 2006 a 2011)

Número de vezes

identificadas



(Primária)






retorno (ano)





Implementar programa de manutenção de vazamentos de vapor 40 10.341 0,3 USD 53.778 0,6 0,9




Modificar trocador de recuperação de calor de água de alimentação por meio de purga de caldeira

27 26.353 0,4 USD 191.210 0,6 1,3



AS DEZ PRINCIPAIS OPORTUNIDADES IDENTIFICADAS PARA A INDÚSTRIA QUÍMICA 2006 a 2011


As dez principais oportunidades identificadas para a indústria de papel e celulose

(ESAs - 2006 a 2011)

Número de vezes

identificadas



(Primária)






retorno (ano)



Modificar os parâmetros operacionais 57 50.494 0,5 USD 343.719 0,9 0,1


Perda de fricção excessiva da válvula durante todo o tempo 45 4.594 0,2 USD 23.269 0,2 2,0




Reduzir ou recuperar vapor ventilado 25 15.255 0,3 USD 135.,256 0,6 0,4

Instalar equipamentos com maior eficiência energética 25 13.249 0,2 USD 89.684 0,3 0,8


AS DEZ PRINCIPAIS OPORTUNIDADES IDENTIFICADAS PARA A INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE 2006 a 2011


• Ar comprimido (Dr. Kissock)• Processo de aquecimento (Dr. Muller)

Exemplos de avaliação do sistema

nome do programa ou texto auxiliareere.energy.gov abordagens e recursos de avaliação nos eua...

Documents