Aplicação do método bottom-up para estimativa de usos finais de energia elétrica no setor residencial brasileiro

Abstract

O consumo de energia elétrica no setor residencial brasileiro vem crescendo anualmente, apesar de esforços governamentais no sentido de promover seu uso eficiente. Nesse contexto, a elaboração de modelos energéticos atualizados que estimem o consumo de energia elétrica de usos finais no setor residencial brasileiro é importante para auxiliar a implantação de medidas de eficiência energética mais eficazes. Assim, este estudo objetivou aplicar o método bottom-up para estimar o consumo anual de energia elétrica de nove equipamentos: lâmpadas, chuveiros, televisores, ares condicionados, refrigeradores, congeladores, ventiladores, micro-ondas e máquinas de lavar roupa. O estudo teve como base a análise das informações dos domicílios coletadas pela Pesquisa de Posse e Hábitos de Uso de Equipamentos Elétricos (PPH), elaborada em 2019, e os consumos de seus equipamentos foram estimados a partir de equações de determinação de consumo e de simulações energéticas através do programa EnergyPlus, no caso de ares condicionados. Os consumos dos nove equipamentos foram, então, agregados e projetados para refletir os consumos de energia elétrica de todos os domicílios das regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e Norte, e de todo o país, sendo, posteriormente, comparados com o consumo real do setor residencial e com os resultados de consumo apresentados no relatório da PPH realizada entre os anos de 2004 e 2006. O estudo demonstrou que cinco dos equipamentos analisados representaram 70% do consumo nacional do setor residencial: refrigeradores, chuveiros, televisores, lâmpadas e congeladores. Também demonstrou-se que as maiores variações de consumo entre as regiões ocorreram com os equipamentos cujos padrões de uso estão diretamente relacionados ao clima, sendo eles chuveiros, ventiladores e ares condionados. A comparação entre os resultados estimados neste estudo e no relatório da PPH demonstrou que a inserção da tecnologia LED aliada à redução do número de lâmpadas incandescentes nos domicílios pode ter influenciado a redução do consumo das lâmpadas, e que, em contrapartida, a popularização de novas tecnologias de televisores (LCD/LED e plasma) pode ter contribuído para o aumento do consumo desses equipamentos, cuja posse e frequência de uso ainda é alta nos domicílios brasileiros.

Abstract: Electricity consumption in the Brazilian residential sector is growing annually despite government efforts to promote an efficient use of electricity. In this context, the development of up-to-date energy models that are able to estimate electricity end-uses in the Brazilian residential sector is important to contribute to the implementation of more effective energy efficiency measures. Then this study intended to use the bottom-up method in order to estimate the annual electricity consumption of nine equipment: light bulbs, showers, televisons, AC units, fridges, freezers, fans, microwaves and washing machines. The study is based on the analysis of dwelling information collected by the Electrical Appliances Possession and Usage Habits Research (PPH) that was conducted in 2019. The electricity consumption of their equipment were estimated according to electricity consumption equations and, for AC units, through energy simulation with the software EnergyPlus. Then the consumption of those equipment were aggregated and projected in order to estimate the electricity consumption of all dwellings in the South, Southeast, Midwest, Northeast and North regions, as well as in the entire country. In the next step the consumption of those equipment were compared with the real consumption of the residential sector and with consumption results presented by a report of a previous PPH that was conducted between 2004 and 2006. The study showed that five of the nine equipment analyzed were responsible for 70% of the national electricity consumption in the residential sector: fridges, showers, televisions, light bulbs and freezers. The study also showed that the biggest variation in electricity consumption between regions occurred with those equipment whose usage patterns were influenced by the climate like showers, fans and AC units. The comparison between the results obtained in this study and in the PPH report showed that the insertion of LED technologies combined with the reduction of incandescent light bulbs in buildings may be helping in the reduction of electricity consumption for lighting, and, on the other hand, the popularization of new technologies of televisions (LCD/LED e plasma) may be contributing to the rise of energy consumption of these equipment whose possession and usage are still high in Brazilian buildings.