ISEP - DM – Energias Sustentáveis
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Browsing ISEP - DM – Energias Sustentáveis by advisor "Andrade, Tiago Branco"
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- Cogeração em regime de autoconsumo - Estudo de viabilidade técnico-económicaPublication . Castro, Paula Cristina da Silva; Andrade, Tiago BrancoO aumento das necessidades de consumo cada vez mais exigentes, que acompanha a evolução da atividade humana, requer indústrias mais responsivas e energeticamente eficientes, sem que isso signifique uma sobrecarga de custos para as mesmas e para o país. Desta forma, o conceito de produção combinada e descentralizada de energia elétrica e calor útil apresenta-se como uma alternativa às tradicionais formas de aproveitamento da energia primária, pois quando as necessidades térmicas e elétricas se justificam, a sua aplicação resulta em benefícios energéticos, socioeconómicos e ambientais. Começando a reconhecer o potencial da cogeração, o regime jurídico e remuneratório que regulamenta a sua atividade foi atualizado com a publicação do Decreto-Lei n.º 23/2010, tendo constituído um marco importante para o sector em Portugal. Contudo, os frutos da sua aplicação só começaram a ser notórios dois anos depois, quando o cálculo dos prémios e as tarifas de referência foram afixadas na Portaria n.º 140/2012, levando a uma suspensão dos investimentos e de decisões por parte dos promotores, que conduziu à diminuição da potência instalada em centrais de cogeração nesse período. Tendo em conta a desvalorização a que o sector da cogeração veio a assistir nos últimos anos, agravada com a crise económica que o país atravessou, a alternativa de gerar energia elétrica e térmica para autoconsumo nas próprias instalações passou a ganhar uma nova importância, principalmente após a introdução do Decreto-Lei n.º 68-A/2015. Posto isto, e tomando uma entidade industrial como caso de estudo, alimentada em alta tensão, que pretende maximizar a sua produção através de um maior aproveitamento da energia térmica no processo e, por sua vez, elevar a sua eficiência energética, surge esta avaliação técnico-económico de uma unidade de cogeração projetada em conformidade com as necessidades energéticas apresentadas pela mesma. O procedimento utilizado consistiu na simulação de dois cenários possíveis de aplicação. Calculadas as energias úteis recuperadas resultantes do balanço energético, seguira-se a determinação dos proveitos e custos inerentes ao sistema de cogeração, permitindo efetuar a analise de investimento do projeto e, assim, determinar a sua viabilidade económica. Por fim, os resultados obtidos comprovam a importância e o interesse de mercado que deve ser conferido ao sistema de cogeração, através de indicadores de viabilidade do projeto bastante atrativos, na ótica do investidor.
- Energias Renováveis na Península Ibérica: Impacto no Crescimento Económico, Preços de Mercado Elétrico e Emissões de CO2Publication . Couto, Ana Isabel Barros do; Andrade, Tiago BrancoNos últimos anos, as fontes de energia renováveis aumentaram a sua participação no mix energético da maioria dos países da Europa e do mundo, devido essencialmente a preocupações ambientais. Os benefícios do seu uso para o crescimento económico e o meio ambiente são muito discutidos na literatura, sendo necessário examinar integralmente os seus efeitos. Desta forma, este trabalho examina o impacto desta nova aposta na Península Ibérica, nomeadamente em termos de crescimento económico, preços de mercado de energia elétrica e as nas emissões de CO2. A análise foi construída sobre diferentes técnicas de estimação de dados em painel, nomeadamente o método pooled OLS e o método de dados em painel com efeitos fixos, usando um conjunto de dados que abrange um período de tempo de 2007 a 2017. Os resultados mostram que há diferentes impactos nos diversos fatores. Na Península Ibérica e nos anos em estudo, verifica-se que o aumento na produção de energia por fontes renováveis teve um impacto negativo sobre o PIB, sobre o preço de mercado de energia elétrica e as emissões de CO2.
- Estudo de Viabilidade Técnico-Económica de um Parque Eólico em Regime de MercadoPublication . Delgado, Rui Filipe Norte; Andrade, Tiago BrancoA próxima década será marcada por um período de transição dos parques eólicos, nomeadamente dos seus aerogeradores. O período de operação típico de um aerogerador é de 20 anos, o que significa que, devido ao ano de instalação dos parques eólicos existentes, uma decisão terá de ser tomada ao destino dos aerogeradores existentes, assim como o aproveitamento do potencial eólico existente no local. O destino possível para os parques eólicos no fim de vida de operação é o repowering, ou seja, a substituição dos aerogeradores existentes por aerogeradores novos com maior potência nominal e melhor rendimento. Além de esta possibilidade, existe a hipótese de estender o tempo de vida de operação dos aerogeradores existentes, o que permite o aproveitamento acrescido aos recursos existentes no parque eólico. Para a extensão do tempo de vida de um aerogerador, é necessário um estudo prévio das condições dos seus componentes, a fim de averiguar se suportaram condições menos exigentes às expectáveis aquando do seu planeamento. Estas possibilidades correspondem a regimes diferentes em relação à venda de energia elétrica, nomeadamente uma tarifa “feed-in” bonificada e a venda de energia a preço de mercado. No caso de não ser contemplado estas hipóteses, a opção restante será o desmantelamento do parque. O presente trabalho tem como objetivo analisar o desempenho técnico e económico de um parque eólico existente em Portugal, através de hipóteses que ensaiam os possíveis cenários no fim de vida dos aerogeradores existentes. O trabalho encontra-se estruturado pela análise da situação atual da energia eólica na Europa e em Portugal, o funcionamento de um parque eólico e os seus constituintes, o estudo de métodos de análise de extensão de vida de um aerogerador, o estudo do sistema elétrico nacional e a venda de eletricidade, e o estudo do caso prático do parque eólico. Em relação ao caso prático, a partir de dados disponibilizados pelo produtor, foi realizado um estudo dos aerogeradores existentes a fim de averiguar a possibilidade de extensão de vida de operação. De seguida, foram considerados modelos de aerogeradores com potências nominais e anos de lançamento diferentes, no qual foi realizada uma análise dos mesmos a fim de considerar o aerogerador mais vantajoso para repowering. Com as variáveis da extensão de vida do aerogerador e dos modelos de aerogeradores para repowering, é realizado um estudo de hipóteses no qual é considerado várias janelas de tempo da extensão de vida dos aerogeradores e repowering. Os resultados obtidos permitiram chegar à conclusão da importância de dados históricos do parque para o estudo, das vantagens técnicas e económicas da extensão de vida dos aerogeradores e dos regimes de venda de energia elétrica.
- Mercado de energia e sustentabilidade: modelos de expansão para energias renováveis em países em desenvolvimentoPublication . MENDES, DAVID; Andrade, Tiago BrancoO estudo aborda os principais aspetos relacionados à transição para energias renováveis em países em desenvolvimento, explorando os desafios, oportunidades e estratégias envolvidas nesse processo. Num cenário global devido à necessidade de reduzir emissões de carbono e alcançar os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), o trabalho destaca a promoção das energias sustentáveis para responder simultaneamente à crescente procura energética e às exigências ambientais. Inicialmente, com base em análises de diferentes contextos, o estudo observou algumas abordagens convencionais, como o uso de hidroelétricas, que enfrentam limitações significativas em termos da sustentabilidade económica e ambiental. Nesse sentido, são identificados modelos inovadores, como sistemas descentralizados e híbridos, que emergem como soluções viáveis para ampliar o acesso à energia, especialmente em regiões remotas. A interação entre diferentes modelos, sejam públicos, privados ou em parcerias, também é analisada como um fator crucial para viabilizar a expansão das renováveis. Entre os desafios podemos destacar os altos custos iniciais, a intermitência das fontes renováveis e a necessidade de uma infraestrutura tecnológica avançada. Metodologicamente, o estudo adota uma abordagem quantitativa e comparativa, recorrendo à ferramenta de simulação EnergyPLAN para construir e analisar cenários energéticos de dois países com contextos distintos, a Turquia e a Tanzânia. O modelo foi calibrado com dados oficiais de capacidade instalada, fatores de capacidade e procura elétrica, permitindo avaliar o desempenho e a sustentabilidade de diferentes combinações tecnológicas até 2035. Os resultados simulados indicam que, na Turquia, a participação das fontes renováveis poderá crescer de 39,6% em 2023 para 54,6% em 2035, acompanhada por uma redução das emissões de gases de efeito de estufa, de 122,72 Mt CO2 eq para 94,95 Mt CO2 eq, mesmo com o aumento da procura elétrica. Já na Tanzânia, a simulação previu que a participação das fontes renováveis poderá atingir 99% em 2035, garantindo a segurança do abastecimento com a utilização complementar de gás natural. De um modo geral, conclui-se que os modelos com alta participação de energia renovável contribuem para o alcance das metas climáticas globais e o desenvolvimento sustentável. No entanto, atualmente sem um alto investimento em tecnologias de armazenamento de energia, um modelo 100% renovável é insustentável devido à intermitência que estes recursos apresentam. Assim, considerando este desafio, os países em desenvolvimento não devem, pelo menos até 2035, abandonar totalmente as fontes não renováveis, permanecendo essenciais na garantia da segurança e estabilidade do sistema elétrico. Entre estas fontes, o gás natural deverá destacar-se devido às suas características.
- O papel do hidrogénio nos edifícios residenciais, análise ao caso portuguêsPublication . SILVA, BERNARDO BARBOSA DA; Andrade, Tiago BrancoAtualmente, cerca de 19% da energia produzida é utilizada em edifícios residenciais, pelo que, com os objetivos e metas definidas pela comunidade internacional para a descarbonização e para a sustentabilidade, é necessário recorrer a novas fontes de produção de energia. Tendo por base os referidos objetivos e metas da descarbonização, o hidrogénio é uma das possíveis alternativas, desde logo por se apresentar como um vetor de energia mais sustentável e limpo, em relação aos demais combustíveis fósseis, tendo este uma distribuição em abundância por todo o planeta. Neste seguimento, nesta dissertação iremos avaliar a viabilidade na utilização do hidrogénio nos edifícios residenciais, como alternativas aos usuais combustíveis fosseis usados. São, nesta dissertação, apresentados os processos de produção de hidrogénio, as aplicações e cadeias de valor do mesmo, sendo analisado o estado das infraestruturas de produção, distribuição e armazenamento de hidrogénio, com enfase no caso português. Foi elaborado um caso de estudo, tendo como objetivo, a avaliação energética, económica e ambiental do impacto e da viabilidade do hidrogénio nos edifícios residenciais a nível nacional, analisando desta forma a viabilidade do mesmo. Concluiu-se que o hidrogénio trará reduções a nível ambiental de produção de carbono em cerca de 7,88% no cenário 2, no entanto trará um aumento a nível energético de 15% e um aumento de 2,72% do custo económico em comparação ao cenário 1. Posto isto, a introdução de hidrogénio é uma alternativa viável para a aplicação nos edifícios residenciais no seguimento do PNEC, no entanto aumenta os custos económicos e energéticos nos edifícios residenciais.
- Otimização da Contratação do Fornecimento de Energia ElétricaPublication . Sousa, Vítor Manuel Neves de; Andrade, Tiago BrancoA nova realidade do sector elétrico a partir da desverticalização da sua cadeia de valor e abertura à concorrência das atividades de Produção e Comercialização fez emergir novas oportunidades para os consumidores de energia elétrica. Fruto dessas novas oportunidades, pretende-se com a presente dissertação simular e quantificar a redução de custos com a aquisição de energia elétrica, obtida a partir da análise e otimização dos contratos de energia elétrica em instalações reais. O objetivo principal passa por verificar se as instalações a estudar terão mais benefícios na aplicação de um determinado tipo de oferta: Preço Fixo, Preço Indexado ou Mista (Preço Fixo e Preço Indexado). Para este estudo foram utilizados dados de consumo e de faturação de quatro instalações, três indústrias e um hotel, alimentadas em MT, e foi efetuada uma análise aos preços e produção de energia elétrica no MIBEL para procurar a melhor estratégia de contratação de energia elétrica. Conclui-se, a partir das simulações realizadas, que a longo prazo uma oferta a Preço Indexado apresenta no geral melhores condições, no entanto, se as instalações optarem por uma oferta Mista com Preço Indexado durante determinados períodos do ano, e Preço Fixo nos restantes períodos do ano, a poupança poderá ser significativamente maior. Contudo, como existe alguma volatilidade nos preços da energia elétrica de base diária, semanal, mensal e anual, os consumidores devem criar um plano de consumo de energia elétrica que vá de encontro à oferta contratada, tanto a curto como a longo prazo, de forma a poder maximizar a sua poupança.