Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

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1 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e Computadores Desenvolvimento de um Sistema de Ajuda à Negociação de Contratos de Performance para Medidas de Eficiência Energética Boa tarde! Rui Miguel da Silva Azevedo 21 Julho 2008

2 Objectivos Encontrar soluções técnicas e financeiras para implementação da eficiência energética no consumo Criar metodologias que permitam à ESCO obter rapidamente e de forma automatizada EPC’s, com elevado detalhe técnico e financeiro Criar procedimentos metodológicos de negociação entre a ESCO e o cliente Implementar a metodologia numa ferramenta e teste num caso de aplicação real Actualmente a nível Europeu existe investigação para a elaboração de EPC, para desenvolver diversas metodologias para estes contratos, mas ainda estão em fase experimental. A presente dissertação tem como objectivos, criar metodologias que permitam às empresas prestadoras de serviços energéticos (ESCO) obter de forma automatizada contratos de performance para medidas de eficiência energética (EPC) com elevado detalhe técnico e financeiros, facilitando também a negociação destes contratos. As medidas de eficiência pode ser uma simples substituição de lâmpadas, ou a instalação de colectores solares térmicos ou reduzir um grau no aquecimento central de um edifício. 2/21

3 Empresas de Serviços Energéticos (ESCO)
Tem como objectivo prestar serviços energéticos, a consumidores finais, de: Eficiência energética Utilização de recursos endógenos A sua remuneração está directamente ligada ao desempenho das soluções energéticas que propõe Contratos de eficiência energética (EPC) Encontra soluções técnicas e de financiamento dos projectos Faz o acompanhamento do funcionamento das soluções medindo o seu desempenho O conceito ESCO é um novo conceito que o que faz é vender eficiência energética e actuar junto do consumidor para o ajudar a utilizar os seus recursos, a eficiência energética, que é o recurso mais importante e os recursos endógenos. Uma das características das ESCO é a de obter uma remuneração maior quanto maior forem as poupanças obtidas na instalação do consumidor. É uma actividade de elevado risco baseada em EPC, que são objecto de trabalho na presente dissertação. Depois de implementar as soluções técnicas a ESCO continua com o cliente durante a duração do EPC. Este conceito foi implementado pela primeira vez à mais de 20 anos na América do Norte 3/21

4 Fases de um projecto ESCO
Um projecto ESCO é composto por várias fases: Descrever rapidamente todas as fases de um projecto ESCO Identificação das medidas de eficiência, que é o que se faz hoje em dia nas auditorias energéticas. Planeamento é elaborar uma proposta para um trabalho ESCO que pode demorar vários meses a elaborar esta proposta. Implementação de todas as medidas de eficiência acordadas com o cliente. Acompanhamento do desempenho das medidas de eficiência onde é realizado a elaboração de um relatório anual onde constam o desempenho das medidas de eficiência assim como as remunerações para todos os intervenientes. É na fase de planeamento que a minha metodologia se insere, permite reduzir de modo significativo o tempo de execução desta fase, pois um dos grandes problemas actualmente nos EPC é justificar a fase de planeamento. Esta é uma fase demorada e bastante complexa uma vez que é aqui que ficam definidas todas as medidas de eficiência que serão implementadas assim como a distribuição de custos e proveitos inerentes ao projecto. No final desta fase é possível elaborar um contrato de performance para medidas de eficiência energéticas. 4/21

5 Tipos de contratos ESCO
Guaranteed savings Shared savings Chaufage Build-OWN-Operate-Transfer Na literatura existem vários de tipos de EPC; Nas poupanças partilhadas a ESCO é responsável pelo financiamento assim como pelo desempenho das medidas de eficiência, nas poupanças garantidas o cliente é que corre os riscos de financiamento enquanto que a ESCO apenas corre os riscos de desempenho das medidas de eficiência inseridas. Existe um outro tipo de contrato (Chaufage), neste caso a ESCO presta um serviço completo, realização dos investimentos necessários assim como a gestão e comercialização de energia, neste caso o cliente paga apenas a energia que consome. O Built-on-operate-transfer é um caso particular do tipo Chaufage, pois neste caso a ESCO transfere o projecto por um valor contratualizado. 5/21

6 Partilha de custos proveitos e riscos
Antes da realização do investimento nas medidas de eficiência energética o cliente tinha um dado custo energético, após a implementação dessas medidas esse custo pode ser reduzido significativamente. É com essa poupança obtida no consumo energético que a ESCO é remunerada pelos serviços prestados ao cliente. Durante o período de vigência do contrato o cliente pode ganhar com a implementação do projecto, esse valor pode ser nulo dependente dos investimentos realizados por este. Após o final de contrato os equipamentos instalados na instalação do cliente ficam para este assim como a totalidade das poupanças adquiridas pelas medidas efectuadas. 6/21

7 Partilha de custos proveitos e riscos
A minha metodologia baseia-se numa componente fixa e numa componente variável. A componente fixa provem de valores de desempenho mínimo das medidas de eficiência implementadas no projecto, estes valores são garantidos pela ESCO. A componente variável está relacionada com indicadores específicos que regulam o contrato de performance, não existem garantias que esta componente exista contudo a ESCO calcula um valor previsto para esta componente. Existem seguros que podem garantir estas componetes. 7/21

8 Partilha de custos proveitos e riscos
A remuneração fixa deve garantir os custos fixos do cliente e da ESCO. Os custos anuais de financiamento do projecto devem ser pagos na sua totalidade através do proveito fixo, contudo não é obrigatório que assim seja, nesse caso podem ser pagos com os proveitos variáveis. Estes apresentam um risco acrescido pois a ESCO não garante a sua existência. Os proveitos fixos e varáveis podem ser negociados independentemente uns dos outros e são distribuídos proporcionalmente aos riscos corridos pelos intervenientes no processo. A minha ferramenta ajuda a especificar estes valores e os risco corridos. 8/21

9 Fases da metodologia Inserção das medidas de eficiência
Quais as características de cada medida de eficiência? VAL, TIR % Tempo de retorno/ tempo de vida Custo da operação Características da solução a implementar Consumo energético antes e após Inserção das medidas de eficiência Quais as medidas que o cliente aceita implementar? Negociação individual das soluções técnicas Medidas a implementar Investimento inicial Proveito médio mensal Quantas unidades M&V e onde as colocar e qual o protocolo? Definição da M&V Quais serão as fontes e formas de financiamento? Negociação da forma de financiamento A metodologia desenvolvida é composta por várias fases. Começa com a inserção das medidas de eficiência propostas para a instalação, como resultado pode-se observar vários indicadores económicos, assim como custos e poupanças esperadas pela implementação de cada medida individualmente. O cliente pode escolher as medidas que quer implementar, obtendo depois dessa negociação o investimento inicial do projecto assim como o proveito médio mensal obtido através deste conjunto de medidas de eficiência. ???????????????????????????????? No final a metodologia permite a elaboração dos anexos técnicos e financeiros de um EPC de forma automática. O corpo do contrato é igual para todos os casos alterando apenas a identificação das partes envolvidas. Nos anexos é que são especificadas todas as medidas que serão implementadas, assim como é especificada a distribuição dos proveitos e o protocolo de medição e verificação. Metodologia desenvolvida Permite a inserção de diversas medidas de eficiência energética Para cada medida calcula As poupanças energéticas obtidas Parâmetros económicos Custos de implementação Apresenta uma listagem de todas as medidas inseridas Permite definir o número e a localização da M&V Ajuda na negociação de Custos e Benefícios Realização automática dos anexos do EPC Como serão partilhados os proveitos entre ESCO e cliente e fundos? Negociação da partilha de proveitos Elaboração do EPC 9/21

10 Funcionalidades de inserção de tecnologias
Quais as características de cada medida de eficiência? 7 forms de inserção de medidas de eficiência energética Entradas: Descrição da instalação; Parâmetros da solução actual; Parâmetros da solução a implementar; Horas de funcionamento anual. Saídas Parâmetros económicos; Estimativa da energia a consumir no futuro; Custo de implementação; Características da solução a implementar. 10/21

11 Quantas unidades M&V e onde as colocar e qual o protocolo?
Existe um compromisso entre a M&V e os benefícios de mitigação do risco que a M&V trás para os contratos de performance. São especificados os locais, agregação das medidas de eficiência assim como ligação a aspectos comportamentais e a consumos específicos. É definido o protocolo de M&V. As medidas de eficiência são agrupadas em grupos, sendo que um grupo pode ser o conjunto de toda a iluminação de um edifício, ou um piso de um edifício. 11/21

12 Quais as medidas que o cliente aceita implementar?
Visualização da agregação das soluções e escolhidas. Permite a criação de uma ordenação, por ordem de mérito das medidas, que não é a mesma para a ESCO e para o cliente, todas estas medidas têm de ser negociado. São seleccionadas as medidas que trazem benefícios para a ESCO e para o cliente. Durante o processo negocial é possivel ir acompanhando os valores globais de investimento e de proveitos anuais. Podem ser deselecçionadas algumas medidas de eficiência e como se pode verificar os proveitos do projecto variam, assim como o investimento inicial. Negociação com o cliente tem de ser rápida pois normalmente estas soluções são negociadas com administradores que não têm muito tempo para negociar. Permite verificar rapidamente as soluções mais interessantes sob o ponto de vista de investimento inicial, tempo de retorno, ou outros parâmetros económicos. 12/21

13 Quais serão as fontes e formas de financiamento?
Como serão partilhados os proveitos entre ESCO e cliente e fundos? Pode-se observar como e onde é realizada a partilha de custos na ferramenta desenvolvida para implementar a metodologia. É aqui que é especificada a duração do contrato de performance. Na partilha de benefícios podem ser especificadas remunerações para os fundos de investimentos caso estes existam. A ferramenta permite a visualização de dois gráficos, um com a taxa interna de rentabilidade e outra com o valor actual líquido do projecto de acordo com cenários mais pessimistas ou mais optimistas. Estes cenários são criados de acordo com a incerteza inserida durante a introdução das medidas de eficiência. 13/21

14 Anexos do EPC Caso exista um acordo na partilha de custos e proveito é possível criar os anexos do contrato de performance de forma automatizada com a ajuda da ferramenta desenvolvida. Existe um anexo financeiro e um anexo técnico onde são especificadas todas as medidas implementadas no projecto. Apresenta algumas clausulas especificas para cada tecnologia implementada que salvaguarda tanto o cliente como a ESCO, no caso de alguma medida não obter o desempenho esperado. 14/21

15 Anexo técnico - M&V e O&M
Na parte da medição e verificação são especificadas claramente quais são as medidas que pertencem a cada grupo de M&V e de O&M assim como os custos subjacentes a estes grupos. É especificado o local da medição assim como o protocolo desta. 15/21

16 Caso de estudo Instituto de São José com um lar de 3ª idade e um infantário ≈ 219 crianças ≈ 60 idosos Consumo eléctrico médio mensal de 1200€ Consumo de gasóleo de aquecimento médio mensal de 2500€ Consumo de gás médio mensal de 600€ Para validação e verificação da metodologia e da ferramenta desenvolvida no âmbito desta dissertação, recorreu-se a um caso prático real. A principal motivação para a criação deste caso prático relaciona-se com a possibilidade de se aplicar a metodologia e a ferramenta desenvolvida num caso real, onde o consumo energético representa um factor dominante nas despesas mensais da instituição. Depois da fase negocial pretende-se que sejam criados os anexos técnicos e financeiros de um EPC. Até esta fase foi 95% do meu trabalho, o caso prático foi cerca de 5% , porque a metodologia e a ferramenta desenvolvida permitiu resolver este caso numa semana, em condições normais este caso podia demorar mais de um mês. 16/21

17 Caso de estudo Propuseram-se várias medidas para melhorar a eficiência energética Substituição de balastros magnéticos em lâmpadas fluorescentes Substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas Introdução de detectores de presença nos WC’s e escadas interiores Troca de luminárias em alguns locais Substituição do motor utilizado no monta cargas Mudança comportamental na lavandaria Instalação de 50 m2 de painéis solares térmicos Mudança comportamental devido ao nível de carga com que as máquinas operam normalmente. Não se propõe troca de equipamento porque são máquinas recentes, com bons níveis de eficiência energética. Para implementar esta medida é necessário realizar um investimento de € e espera-se uma produção anual de tep o que permitirá uma poupança anual de €. 17/21

18 Caso de estudo Foram inseridas 27 medidas de eficiência energética
Separadas por pisos do lar e do infantário Foram propostos 3 grupos para M&V M&V é instalada no quadro eléctrico geral da instalação 2 grupos para O&M Para simulação foram propostos 3 esquemas diferentes de financiamento Neste caso foram inseridas na ferramenta 27 medidas com vista a melhorar a eficiência energética desta instituição. Todas estas medidas foram separadas por pisos e separadas entre o Lar e o infantário de modo a ser possível agrupa-las de acordo com as situações pretendidas para M&V. Assim sendo foram criados 3 grupos de M&V e 2 grupos de O&M. Foram realizas 3 esquemas diferentes de financiamento 18/21

19 Simulações 19/21 Simulação 1 Simulação 2 Simulação 3 Financiamento
Simulação 1 Simulação 2 Simulação 3 Financiamento 70% de um fundo de investimento ESCO assume a totalidade Introdução de um fundo de investimento Investimento inicial € € Receita anual esperada 7.350 € 7.180 € Duração do contrato [anos] 5 17 15 Proveitos fixos Cliente 10% 0% ESCO 90% 100% 15% Fundo 85% Proveitos variáveis [%] 50% 5% Na simulação 1 considera-se que existe um fundo de investimento de apoio à introdução de energias renováveis. Este fundo financia os sistemas de iluminação e os colectores solares térmicos em 70% do investimento inicial. Este fundo de investimento é para incentivar a introdução de equipamentos eficientes e não para financiar projectos ESCO, por este facto o contrato ESCO tem uma duração de 5 anos com remuneração para o cliente durante esses anos. Com a introdução deste fundo torna viável a realização de todas as medidas propostas ao cliente. Nas simulações 2 e 3 existem medidas que não são implementadas devido a questões económicas. Na simulação 2 a ESCO assume a totalidade do investimento mediante um empréstimo bancário. O empréstimo assim como a duração do contrato é de 17 anos. Para esta simulação a ESCO fica com a totalidade dos proveitos fixos e com 90 % dos proveitos variáveis. Na simulação 3 existe a introdução de um fundo de investimento que financia este projecto ESCO, para este caso 85% das receitas fixas são para o fundo sendo o restante para a ESCO para esta poder pagar os seus encargos financeiros. Tem uma duração de 15 anos. Pode-se ver a evolução da TIR para os vários intervenientes no projecto, pode-se constatar que do ponto de vista económico a simulação 1 é a melhor para a ESCO, pois apresenta ganhos bastante superiores, a simulação 3 também é boa uma vez que a ESCO não corre riscos financeiros. Para o cliente a simulação mais favorável é claramente a simulação 1 uma vez que em todas as simulações este não realiza qualquer investimento inicial, e nesta simulação o VAL para o cliente é superior durante a duração do contrato e esta duração é inferior. Simulação 1 Investimento inicial de € 37.780€ financiado a fundo perdido 16.500€ obtidos através da ESCO por empréstimo bancário a 5 anos Simulação 2 e 3 Não foram implementadas algumas medidas por motivos económicos Detectores de presença em alguns WC’s Troca de balastros de lâmpadas fluorescentes (36W) no infantário Troca de motor no monta-cargas Simulação 2 Investimento inicial de ,18€ 2.255,18€ obtidos pela ESCO 50.000€ obtidos através da ESCO por empréstimo bancário a 17 anos Simulação 3 52.000€ fundo de investimento 255,18€ obtidos pela ESCO 19/21

20 Conclusões A metodologia desenvolvida permite:
Negociação detalhada e individual das soluções técnicas Negociação do conjunto de soluções técnicas a contratualizar Definição das estruturas e protocolos de M&V Negociação da partilha e custos e proveitos e riscos Adaptabilidade a qualquer modelo de EPC Avaliação da incerteza das poupanças e riscos associados ao contrato A realização de anexos dos EPC com elevado detalhe técnico e financeiro A metodologia desenvolvida permite a negociação das soluções técnicas a implementar, individualmente e o conjunto dessas mesmas soluções técnicas, assim como é negociada a partilha de custos proveitos e riscos enerentes à implementação do projecto. São definidos os protocolos de M&V. Esta metodologia adapata-se a qualquer modelo de EPC, realizando anexos dos EPC com elevado nivel de detalhe técnico e financeiro. 20/21

21 Conclusões Contribuição do trabalho desenvolvido
Promoção e difusão da realização de EPC Automatizar e facilitar a realização de EPC Maior segurança para a ESCO e para o cliente Garantias de poupança mais ambiciosas, devido a uma maior confiança contratual e técnica Desenvolvimento de uma metodologia de produtividade para o novo conceito de negócio ESCO O trabalho desenvolvido nesta dissertação permite a promoção e a difusão da realização, automatização e facilidade na realização dos EPC. Permite também uma maior segurança para os intervenientes num projecto ESCO, pois existem mais garantias quanto às poupanças que podem ser alcançáveis com a introdução das medidas de eficiência energética. Em suma nesta dissertação desenvolvi uma metodologia de produtividade para o novo conceito de negócio ESCO. 21/21