Eficiência energética – Setor Residencial – MME.

Considerações iniciais
Conforme dados do BEN destacam-se, no setor residencial brasileiro, o consumo de
eletricidade, lenha e gás liquefeito de petróleo – GLP (ver Tabela 9).
Consumo final energético no setor residencial Brasileiro - Eficiência Energética
Nesse setor, variáveis como o número de domicílios e o perfil de posse de equipamentos têm importante impacto na determinação do consumo de energia. Enquanto o consumo de
eletricidade é significativo para o uso de eletrodomésticos e outros equipamentos de uso em residências, como chuveiros elétricos e lâmpadas, o consumo da lenha e do GLP tem uma
aplicação importante no atendimento da demanda por cocção e aquecimento de água.
No caso da energia elétrica, a fim de calibrar os modelos de cálculo utilizados, foram
aplicadas duas abordagens metodológicas na projeção da demanda. Uma do tipo “top-down”,
que se baseou na cenarização da evolução de dois indicadores básicos, a saber: (a) relação entre o número de consumidores residenciais e a população, que permite obter a projeção do número de consumidores a partir da projeção da população; e (b) o consumo médio por consumidor residencial. A outra é do tipo “bottom-up”, por uso final, em que se considera o número de domicílios, a posse média de equipamentos e seu consumo específico – variável que internaliza possíveis ganhos de eficiência.
Uma vez calibrados os modelos e os parâmetros básicos de projeção, aplicou-se a metodologia “bottom-up” em uma situação que considera e outra que desconsidera modificações no rendimento energético dos principais equipamentos. A energia conservada foi então calculada como a diferença entre as duas projeções. Desta forma:

• O cálculo da energia conservada teve por referência uma mesma base de número de
domicílios e atendimento pela rede elétrica;
• Para efeito de cálculo, não foram consideradas diferenças de posse e uso de
equipamentos;
• A energia conservada assim calculada refere-se, exclusivamente, ao aumento da
eficiência dos novos equipamentos consumidores.

Observe-se que a metodologia permite que seja considerada – e assim se fez – eventual
substituição entre fontes. Por exemplo, a substituição da eletricidade por gás ou por
aquecimento solar direto no caso do aquecimento de água. Contudo, pela abordagem adotada
tal redução não foi contabilizada ou apropriada como energia conservada, embora muitos
autores defendam que assim devesse ser considerado.

Taxa de atendimento do serviço de eletricidade
Uma das questões básicas é determinar a parcela dos domicílios que serão atendidos pelo
serviço de energia elétrica ao longo do horizonte de análise (taxa de atendimento). Para
tanto, admitiu-se que a meta inicial do programa Luz para Todos, inclusão de 10 milhões de pessoas ou 2 milhões de famílias, será atingida em 2010 e que as novas demandas surgidas após o início do programa serão atendidas na sequência. Essa hipótese leva a considerar a evolução da taxa de atendimento (percentual de domicílios com energia elétrica) conforme ilustrado no Gráfico 1. Com isto, o número de domicílios particulares permanentes9 com energia elétrica cresce de 57 milhões de unidades no ano de 2008 para cerca de 74 milhões de unidades em 2019.
Projeção de evolução do percentual de domicílios com energia elétrica - Eficiência Energética

Posse de equipamentos eletrodomésticos

No que tange ao consumo de eletricidade, a evolução da posse de equipamentos por domicílio é determinante do ritmo de crescimento dessa demanda. Na metodologia empregada para a projeção da demanda residencial de energia elétrica por uso final nos estudos da EPE, a evolução da posse média resulta de estimativa sobre a evolução do estoque dos principais eletrodomésticos presentes nos domicílios. Por sua vez, a projeção do estoque é realizada a partir da diferença entre a estimativa de evolução das vendas e o sucateamento dos equipamentos considerados.
Para efeito de cálculo, tomou-se por base o perfil de idade dos equipamentos levantado na “Pesquisa de Posse de Equipamentos e Hábitos de Uso – ano base 2005” realizada pelo
PROCEL (Eletrobrás, 2007). Em adição, admitiu-se que, ao final da vida útil, os equipamentos domésticos são substituídos por novos mais eficientes. Além da renovação da parcela do estoque que é sucateada, considera-se que o ritmo de crescimento das vendas de eletrodomésticos é função do incremento no número de novas ligações à rede e também do aumento da renda das famílias e, em um plano mais agregado, de sua melhor repartição.
Essas considerações são determinantes na composição da trajetória da posse média de
equipamentos domésticos. Na Tabela 10 a seguir são apresentados os dados básicos
considerados neste trabalho, a saber: a vida útil dos equipamentos domésticos e a posse
média desses equipamentos pelas famílias no horizonte deste estudo (2010-2019).
 Vida útil e posse média de equipamentos eletrodomésticos - Eficiência Energética
O congelador (“freezer”) é o único eletrodoméstico para o qual se supõe decréscimo na posse média ao longo do período de análise. Essa hipótese se apoia no histórico recente em que, diante de uma economia em que a inflação dos preços de alimentação e bebidas está sob controle, reduz a necessidade de estoque doméstico. No cenário referencial essa condição de contorno não se altera. Assim, nesse caso, trabalhou-se com a premissa de que não haverá expansão do estoque de 12 milhões de equipamentos.

Consumo específico de equipamentos eletrodomésticos

A premissa geral adotada é de que a oferta de equipamentos no mercado evolui na direção de sempre disponibilizar dispositivos mais modernos e eficientes. Assim, por hipótese, a eficiência média do estoque de equipamentos em poder das famílias aumenta
progressivamente seja devido à reposição do equipamento ao final de sua vida útil, seja
devido à expansão do estoque, associado ao movimento de equipar os novos domicílios. Nesse sentido, considerou-se que a eficiência dos novos equipamentos adquiridos pelas famílias cresce a uma taxa média de 0,5% ao ano até o horizonte de 2019.
Em todos os casos, admitiu-se que o equipamento de referência seria o mesmo ao longo do
horizonte de estudo. Por exemplo, o condicionador de ar de referência foi sempre, para
efeito de cálculo, um equipamento com potência nominal de 1.000 W. Apenas no caso do
chuveiro elétrico, considerando a busca por maior conforto, admitiu-se que as famílias
tenderiam a adquirir equipamentos com maior potência elétrica, que demandariam,
conseqüentemente, mais energia elétrica.
Para o cálculo do consumo específico por equipamento existente no ano de 2005, tomou-se
como referência inicial os valores determinados a partir de informações contidas na “Pesquisa de Posse de Eletrodomésticos e Hábitos de Uso” do PROCEL (Eletrobrás, 2007), nas tabelas de eficiência do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), coordenado pelo Instituto Nacional de Metrologia – INMETRO (INMETRO, 2009), além de dados de potência e tempo de uso, disponibilizados pelas concessionárias de energia elétrica.
As principais hipóteses utilizadas para a estimativa do consumo específico destes equipamentos no ano base consideradas constantes ao longo do horizonte de análise foram:

* Refrigerador: foi considerado, para efeito de cálculo da média de consumo de
energia elétrica, um funcionamento durante 10 horas por dia, 365 dias por ano, constante em todo o horizonte de análise.
* Congelador: o consumo específico deste equipamento foi calculado de forma semelhante ao da geladeira. Assumiu-se um uso de 9 horas por dia e 365 dias por ano, constante em todo o horizonte de análise.
* Ar condicionado: considerou-se um tempo médio de uso de 8 horas por dia, durante
quatro meses por ano.
* Chuveiro elétrico: admitiu-se um tempo médio de banho de 10 minutos por habitante na posição “inverno” durante quatro meses e na posição “verão” durante o restante do ano.
* Máquina de lavar roupas: considerou-se um funcionamento médio de 12 horas por
mês (3 horas por semana).
* Televisão: o consumo específico deste equipamento foi calculado admitindo um tempo médio de utilização de 4 horas por dia e 365 dias por ano, ponderado pela posse média de aparelhos de 14, 20, 21 e 29 polegadas nos domicílios no ano de 2005.

* Lâmpadas: o tempo médio de utilização foi estimado a partir da média de utilização de lâmpadas de uso habitual (considerada 5 horas por dia) e de uso eventual (considerada de 1 hora por dia), ponderada pela posse média de cada um dos dois tipos.

Nessas condições, o consumo médio do estoque de equipamentos nas residências foi estimado conforme se apresenta na Tabela 11. Os ganhos de eficiência considerados em cada caso são, portanto, os apresentados no Gráfico 2.
Evolução do consumo unitário do estoque de equipamentos nos domicílios - Eficiência Energética
Cabe destacar que a análise se restringiu a esse grupo de equipamentos em razão de esses
equipamentos representarem 85% do consumo de uma residência brasileira típica ou média.
Todavia, em uma visão perspectiva, a crescente importância que tendem a assumir outros
eletrodomésticos no uso da energia residencial autoriza admitir que a proporção de “outros usos” no consumo de eletricidade em uma residência brasileira, que hoje (2009) se estima em 15%, tenda a aumentar.
Evolução do consumo unitário do estoque de equipamentos nos domicílios - Eficiência Energética
Como referência considere-se que já no ano de 2001 a categoria “outros usos” representava 45% do consumo de energia elétrica dos lares norte-americanos (EIA, 2009). A premissa considerada neste trabalho foi de atingir essa proporção no horizonte de mais longo prazo, pelo que, no ano horizonte deste trabalho (2019) atingir-se-ia o percentual de 29%.
Essa observação é relevante porque, em razão da abordagem metodológica adotada, em que
a avaliação da eficiência é feita pela diferença entre a projeção da demanda de energia
considerando e não a evolução do consumo específico de equipamentos, a mudança da estrutura de consumo nas residências, como, por exemplo, ganho de participação de outros
equipamentos, pode mascarar os ganhos de eficiência obtidos.

Calor de processo (aquecimento de água)

O calor de processo no setor residencial se destina basicamente ao aquecimento de água,
sobretudo para banho. De acordo com a já referida pesquisa do PROCEL, a energia elétrica é a forma preferencial de energia para o aquecimento de água para banho na maioria absoluta (73,5%) dos domicílios brasileiros. O uso de outros energéticos para este fim é ainda residual.
Muito mais expressiva (17,5%) ainda é a parcela de domicílios que não possui equipamento para aquecer a água. Há, portanto, um grande potencial para a substituição da energia elétrica pelo gás ou pelo aquecimento solar direto neste uso. Destaque-se que entre os domicílios que já usam o gás para o aquecimento de água para banho, quase 60% o faz por meio de gás canalizado (o restante utiliza o GLP).
Se a energia elétrica o principal energético nesse uso, o equipamento principal é o chuveiro elétrico (o uso de boilers elétricos é marginal). No caso do chuveiro elétrico, o parâmetro importante a considerar é o número de domicílios dotados deste equipamento. Grosso modo, essa estimativa resulta da diferença entre os domicílios que aquecem água para banho e aqueles que utilizam algum energético (gás natural, GLP, aquecimento solar direto ou lenha) que não a eletricidade para este fim. Para tanto, foram adotadas as seguintes hipóteses:
* O percentual de domicílios em que se aquece água para banho evoluiria de 81% em
2005 (Eletrobrás, 2007) para 86% em 2019. Nessa projeção admitiu-se, para efeito de
cálculo, que todos os domicílios do país seriam capazes de aquecer água para banho
em 2035, com exceção daqueles situados na região Norte, exceção justificada pelos
hábitos e costumes regionais associados às condições climáticas.
* O percentual de domicílios em que se aquece água para banho utilizando gás natural
evoluiria de 1,7% (Eletrobrás, 2007) para 4,4% em 2019. Nessa projeção admitiu-se
um consumo específico de 17 m/domicílio/mês e que 80% dos domicílios conectados à
rede de gás possuiriam aquecedores a gás.

O percentual de domicílios dotados de aquecimento solar direto evoluiria de 0,4% em 2005
(Eletrobrás, 2007) para 0,63% em 2019. Nessa projeção, admitiu-se que as vendas de
coletores solares no horizonte de análise no mesmo ritmo verificado entre 1983 e 2000, ou seja, 10% ao ano. Em adição, considerou-se como referência um sistema de aquecimento solar composto de coletor, reservatório e chuveiro e que durante a maior parte do tempo não haveria necessidade de uso de energia elétrica (Fraidenraich, 2008).
O percentual de domicílios em que se aquece água para banho utilizando outro energético
que não os citados anteriormente nem a energia elétrica (GLP ou outros) manter-se-ia, por simplificação, no patamar de 5% ao longo dão horizonte da análise.
A partir das hipóteses explicitadas, estima-se que o percentual de domicílios com pelo menos um chuveiro elétrico evoluiria de 73,4% em 2005 (Eletrobrás, 2007) para 75,8% em 2019, numa taxa média de 0,2% ao ano.

Aquecimento direto (cocção)

De acordo com o BEU (MME, 2005), o aquecimento direto (energia térmica) é o mais
importante uso final da energia nas residências. Neste setor, a finalidade principal do
aquecimento direto é o processamento de alimentos (cocção), sendo complementares usos
como secagem de alimentos e roupas, ferros de passar roupa e aquecimento ambiental
(estufas e lareiras). O equipamento típico do aquecimento direto residencial é o fogão e os principais energéticos são a lenha e o GLP.
Dentro de uma perspectiva de longo prazo, em um cenário de crescimento da renda,
favorecendo o desenvolvimento tecnológico e a expansão do emprego, a tendência deverá ser substituição continuada da lenha pelo GLP. Essa substituição é claramente vantajosa do ponto de vista energético. Contudo, conforme já salientado, não foi contabilizada neste trabalho como ganho de eficiência energética.
Fogões foram incluídos na lista de produtos abrangida pelo PBE, coordenado pelo INMETRO, que assim estabeleceu critérios e normas de desempenho, o que resultou em estímulo ao
aumento da eficiência energética. Atualmente, 626 modelos de fogões e fornos comercializados no país são alcançados pelo PBE (modelos etiquetados). Hoje, cerca de 61% dos fogões (mesa de cocção) fabricados no país apresentam rendimento igual ou superior a 62% (INMETRO, 2009), evidenciando o potencial de melhoria do índice de rendimento médio do estoque de fogões nas residências, parâmetro básico para avaliação dos ganhos de eficiência energética neste uso. Importa salientar em complemento que esses ganhos podem ser eventualmente mascarados em face do aumento do tamanho (número de bocas) dos fogões nas residências.

Eficiência energética no uso da energia elétrica

Com base nos critérios, premissas e parâmetros apresentados nas subseções precedentes
pode-se calcular o ganho de eficiência energética no uso da energia elétrica nas residências no horizonte decenal (2010-2019), inclusive explicitando a influência do efeito renda, aqui visualizado no aumento da posse de equipamentos.
Importa notar que esse cálculo estará restrito aos equipamentos relacionados anteriormente pelas razões já expostas. Por exemplo, na parcela do consumo atribuída a “outros usos” não se explicitou a conservação que está embutida no uso dos equipamentos que se inscrevem nessa rubrica, a despeito da evolução importante do consumo agregado dos mesmos. Assim, todo o aumento de consumo associado a esses equipamentos estará associado ao aumento da posse e, portanto, da renda.
Outra observação relevante é que não estará contabilizado como ganho de eficiência o
deslocamento do aquecimento elétrico (chuveiro e boilers) por outros energéticos (gás,
aquecimento solar direto etc.), ainda que esse cálculo possa ser explicitado. Com relação a chuveiros elétricos deve-se ressaltar ainda que, por hipótese, supôs-se aumento da potência dos chuveiros elétricos ao longo do horizonte.
Isso significa que essa estimativa da conservação de energia contida intrinsecamente na
projeção da demanda pode estar subavaliada.
Nessas condições, a Tabela 12 resume a decomposição do aumento do consumo de energia
elétrica no setor residencial no período compreendido entre 2010 e 2019.
Evolução do consumo unitário do estoque de equipamentos nos domicílios - Eficiência Energética
Perceba-se que a energia conservada para este setor, calculada em 5.985 GWh, corresponde
a:
* 11,7% do acréscimo do consumo residencial no horizonte de estudo (2010-2019)
* 3,7% do consumo residencial de energia elétrica projetado para 2019, de acordo com
estudos da EPE.
Além desse montante conservado, há que se considerar também a energia elétrica deslocada
pela penetração do gás e do aquecimento solar no aquecimento de água para banho. Com
base nos parâmetros apresentados anteriormente, calcula-se em 4.490 GWh o montante de
energia elétrica deslocada em 2019, por outras fontes para aquecimento de água.
A energia elétrica conservada equivale à geração de uma usina hidrelétrica com 1.200 MW de capacidade instalada, comparável à potência da usina de Machadinho, em operação no rio Pelotas, Santa Catarina, ou da usina Emborcação, no rio Paranaíba, Minas Gerais.
A energia elétrica deslocada no aquecimento de água para banho equivale à geração de uma
usina hidrelétrica com 900 MW de capacidade instalada, comparável à potência a ser
instalada na usina de Campos Novos, no rio Canoas, em Santa Catarina.
Tomadas em conjunto, é possível afirmar que a energia elétrica evitada equivale à geração de uma usina do porte de Itumbiara (2.124 MW), no rio Paranaíba, em Goiás, a sexta maior usina hidrelétrica brasileira em operação.

Clique aqui para ler está matéria completa – Eficiência energética na indústria e nas residências – Ministério de Minas e Energia

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