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RELATÓRIO DE RESULTADOS DE CONTACTOS EFECTUADOS COM ENTIDADES HOLANDESAS

SOBRE MICROGERAÇÃO BASEADA NA TECNOLOGIA DE “MOTORES STIRLING"

Junho de 2008

Microgeração – Motores Stirling

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Este documento foi elaborado pela DI – Direcção Auditoria Indústria da ADENE – Agência para a Energia,

por Fernando Oliveira, sob a Direcção Técnica de João Paulo Calau

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ÍNDICE

1. SUMÁRIO EXECUTIVO ________________________________________________ 4 2. INTRODUÇÃO _______________________________________________________ 6 2.1 Aplicação da micro-cogeração. Tecnologia de Motores Stirling______________________ 6 2.2 Apresentação da empresa GasTerra B.V. ____________________________________ 12 3. CONTACTOS EFECTUADOS COM ENTIDADES HOLANDESAS_____________ 13 3.1 Objectivos dos contactos ________________________________________________ 13 3.2 Resultados ___________________________________________________________ 14 3.2.1 Informação obtida de contactos efectuados com a GasTerra B.V.___________________________14 3.2.2 Informação obtida de contactos efectuados com a Remeha _______________________________21 3.2.3 Informação obtida de contactos com outras entidades ___________________________________22

4. COMENTÁRIOS FINAIS _______________________________________________ 23 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ______________________________________ 24 6. ANEXOS____________________________________________________________ 25 Anexo I – Lista de contactos _________________________________________________ 27 Anexo II – Conteúdo de CD-ROM recebido da GasTerra B.V. _______________________ 29

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RELATÓRIO 1. SUMÁRIO EXECUTIVO

O presente Relatório resume os contactos efectuados com a GasTerra e outras entidades holandesas e que visaram os seguintes aspectos: - a compreensão de todo o processo de desenvolvimento/promoção de protótipos de

microgeração baseados na tecnologia de “motores Stirling” que decorre na Holanda com o patrocínio daquela empresa, incluindo a realização de uma vasta campanha de testes de ensaio/monitorização de resultados alcançados por esses protótipos num estágio de pré-comercialização dos mesmos;

- a avaliação do estado-de-arte desta tecnologia, segundo os protótipos atrás referidos; e, - a auscultação sobre o eventual interesse de algumas destas entidades holandesas se

envolverem numa possível replicação desses testes de campo em Portugal e no posterior estabelecimento de parcerias com entidades portuguesas para a comercialização desta tecnologia no nosso País, caso os resultados o justifiquem.

A produção descentralizada de energia ou microgeração, entendida como geração de energia (eléctrica e eventualmente também térmica) pelo próprio consumidor utilizando equipamentos de pequena escala, e com a possibilidade dos excedentes de energia eléctrica (comparativamente às necessidades daquele) poderem ser vendidos à rede de distribuição, afigura-se como a grande tendência futura, com os consequentes ganhos de eficiência energética e impactos ambientais positivos.

A microgeração refere-se, em geral, a sistemas geradores com origem em fontes de energia renovável, de que são exemplos o micro-eólico e o solar fotovoltaico, e sistemas cogeradores ou trigeradores, com várias tecnologias disponíveis, devendo todos estes sistemas apresentar potências eléctricas inferiores a 150 kW, de acordo com a legislação nacional (Decreto-Lei nº 363/2007, de 2 de Novembro).

No caso da micro-cogeração (produção combinada de energia eléctrica e energia térmica), em que se insere a tecnologia objecto deste Relatório, aquela apenas inclui as unidades com uma potência eléctrica inferior a 50 kW, e abrange tecnologias tão diversificadas como as micro-turbinas, as pilhas de combustível, os motores Stirling e pequenos motores de combustão interna ou sistemas híbridos, interligados em baixa tensão. O potencial de aplicação da micro-cogeração em Portugal inclui diversas tipologias de edifícios do sector terciário (centros comerciais, centros desportivos, hotéis, hospitais, escritórios, etc.), alguma pequena indústria, condomínios residenciais, determinados tipos de instalações agrícolas e ETAR’s, e estima-se que seja da ordem de algumas centenas de MW.

Ainda que algumas das tecnologias atrás referidas, como é o caso dos motores de combustão interna e das micro-turbinas, estejam por demais demonstradas, outras há, como as pilhas de combustível e os motores Stirling, que não obstante o seu também reconhecido potencial, não têm passado de sucessivos estágios de investigação e desenvolvimento, encontrando-se ainda distantes de uma fase de pré-comercialização.

O presente Relatório dá conta precisamente de alguns desenvolvimentos recentes na tecnologia de motores Stirling, verificados na Holanda, que levaram ao teste de vários protótipos, com resultados bastante promissores. Os motores Stirling apresentam algumas vantagens técnicas comparativamente a outras tecnologias de micro-cogeração, nomeadamente resultados comprovados na gama de maiores potências, menos partes móveis e com reduzido atrito, sem câmara de combustão interna, um rendimento teórico elevado, um fácil controlo associado à produção de electricidade independentemente das

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necessidades de energia térmica, o seu carácter multi-combustível e com emissões poluentes muito reduzidas e sem necessidade de cuidados adicionais de manutenção.

A empresa comercializadora de gás natural na Holanda – GasTerra B.V. tem vindo desde há vários anos a patrocinar diversas campanhas de testes de ensaio de protótipos de motores Stirling, com a última iniciada em 2007 e que envolveu 100 unidades de tipo compacto e de montagem fácil, desenvolvidas por uma empresa denominada Remeha. Estes protótipos foram instalados em residências e apresentaram resultados satisfatórios, comparativamente à tecnologia convencional de caldeira de água quente de elevado rendimento (de condensação) considerada para aquecimento na Holanda. E outras empresas, sobretudo fabricantes de caldeiras tal como a Remeha, aprestam-se também a testar os seus protótipos de motores Stirling, estando prevista a instalação de um total de 10000 unidades até 2010.

Os resultados alcançados até ao momento com os protótipos da Remeha, empresa que se encontra num estágio mais avançado, caracterizam-se por um rendimento elevado: além da produção de energia eléctrica, todo a energia térmica gerada pode ser aproveitada (incluindo o calor de condensação), pelo que o motor Stirling pode produzir 1 kW eléctrico e 5 kW de energia térmica, podendo este último valor ser aumentado para 20 kWt com um queimador auxiliar. O rendimento eléctrico é superior a 15% (base PCI do combustível) e o rendimento global é da ordem de 107% (na mesma base).

O diferencial de investimento para esta tecnologia, comparativamente ao que é necessário para uma caldeira de condensação, é de cerca de 1500 Euros, o que tendo em conta os preços da electricidade e do gás natural na Holanda, implica que o correspondente payback seja de 5 anos para uma residência típica com consumos médios anuais de 1800 m3 de gás natural e 3500 kWh de energia eléctrica. Com a micro-cogeração por motor Stirling, aqueles consumos passarão para 2100 m3 de gás natural/ano e 1000 kWh de electricidade (da rede)/ano, ou seja, haverá um acréscimo no consumo de gás natural de 17% e uma redução na energia eléctrica a adquirir à rede de 71%. É expectável que num estágio futuro de comercialização desta tecnologia, a decorrer entre 2010 e 2014, o custo de uma unidade de micro-cogeração deste tipo possa diminuir de 6500 para 3500 Euros.

Foram tentados contactos directos com a Remeha, além dos estabelecidos com a GasTerra B.V., para obter mais detalhes destes protótipos e avaliar a possibilidade de replicação dos testes desta tecnologia no nosso País, mas sem grande sucesso. Em suma, os resultados destes contactos podem sintetizar-se no seguinte:

- Da parte da GasTerra B.V. verifica-se o desejo de colaborar com a ADENE, o que já não sucedeu com a Remeha, que não manifestou qualquer interesse nesse sentido e de desenvolver qualquer actividade em Portugal. Contudo, ficou em aberto a possibilidade de uma eventual colaboração futura, se assim o entenderem, da parte das outras empresas que também estão a testar os seus protótipos de motores Stirling.

- No que respeita a detalhes técnicos sobre a tecnologia pouca informação a esse respeito nos foi facultada, pelo que é difícil emitir uma opinião sobre a valia da mesma e sua viabilidade económica. Aparentemente, e caso a sua implementação se justifique para a realidade Portuguesa, parece óbvio que conduzirá a períodos de retorno do investimento superiores a 5 anos, e isto com base apenas nos resultados conhecidos dos protótipos da Remeha e nas diferenças de preços de energia entre Portugal e Holanda. Contudo, convém realçar que esta tecnologia ainda está em fase de desenvolvimento a nível mundial, razão pela qual não são vistas aplicações efectivas da mesma, e até na Holanda com os testes de protótipos realizados, não parece ainda estar convenientemente testada, pelo menos em número suficiente de protótipos envolvidos e em termos de duração aceitável dos testes, pelo que por enquanto deverá haver alguma prudência no que respeita a extrair conclusões sobre a fiabilidade e estado de maturação desta tecnologia.

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2. INTRODUÇÃO

2.1. Aplicação da micro-cogeração. Tecnologia de Motores Stirling

Em alternativa, ou em complemento às grandes centrais electro-produtoras, a produção descentralizada de electricidade, e em particular a microgeração, ganha cada vez mais razões para se impor como uma solução para o futuro. Esta nova área de mercado pode vir a representar uma mudança de paradigma e da forma como as redes de transporte e distribuição de electricidade são encaradas hoje em dia.

O conceito de microgeração localizada não é, no entanto, um conceito propriamente novo. Já em 1882 Thomas Edison imaginou um mundo baseado na microgeração. Edison julgava que a melhor forma de satisfazer as necessidades energéticas dos seus clientes seria através de redes de pequenas unidades de geração descentralizada, localizadas perto das casas ou dos escritórios onde existiam essas necessidades. Passado pouco mais de um século, em que se assistiu ao aumento de dimensão das centrais eléctricas e à expansão das redes de transporte e distribuição, a produção descentralizada para consumo local volta a ser realidade e tudo indica que poderá ter grande aceitação no futuro.

A microgeração refere-se, em geral, a sistemas geradores (p. ex., solar fotovoltaico) e cogeradores ou trigeradores (com várias tecnologias disponíveis), com potências eléctricas inferiores a 500 kW 1, produzindo a energia no local do seu consumo final, sendo por isso a produção frequentemente denominada por descentralizada-localizada. Dentro do segmento da microgeração podem ainda isolar-se os denominados sistemas de microgeração “doméstica”, com potência eléctrica normalmente inferior a 10 kW.

Estas novas tecnologias permitem produzir electricidade com elevada qualidade, de uma forma eficiente, no local de consumo final, reduzindo as perdas por transporte nas redes eléctricas. Muitas destas tecnologias utilizam, maioritariamente, gás natural, resultando assim em menores emissões de CO2 do que nos casos em que se utilizam outros tipos de combustível (particularmente nas grandes centrais térmicas onde o combustível utilizado é o carvão). Por outro lado, existe a possibilidade de mais facilmente aproveitar a energia térmica libertada na produção de electricidade (e que de outra forma seria desperdiçada) contribuindo, assim, para um aproveitamento mais eficiente dos recursos energéticos.

De entre as principais tecnologias de microgeração disponíveis actualmente no mercado, ou em fase de desenvolvimento, sobressaem as ditas de micro-cogeração (produção combinada de energia eléctrica e energia térmica) por via de micro-turbinas, pilhas de combustível, motores Stirling e pequenos motores de combustão interna ou sistemas híbridos (p. ex., micro-turbina / pilha de combustível), interligados em baixa tensão. De salientar que há várias definições de micro-cogeração no que respeita a potências que envolve, mas de acordo com a recente Directiva Europeia sobre Cogeração considera-se que aquela apenas inclui as unidades com uma potência eléctrica inferior a 50 kW.

Das tecnologias de micro-cogeração atrás referidas, e embora todas elas pareçam conduzir a inequívocas vantagens ambientais e energéticas, aliadas a uma crescente atractividade a nível económico na sua maioria, a sua penetração no mercado não se tem feito de igual modo para todas. As tecnologias de pilhas de combustível e motores Stirling, curiosamente aquelas sobre as quais parece haver maiores expectativas quanto ao seu potencial, encontram-se ainda numa fase de desenvolvimento e estágio pré-comercial, pelo que têm tardado a impor-se como fortes alternativas à penetração num mercado até hoje dominado

1 Em termos de legislação nacional, o recente Decreto-Lei nº 363/2007, de 2 de Novembro, que estabelece o regime jurídico aplicável à produção de electricidade por

intermédio de instalações de pequena potência, designadas por unidades de microprodução (que significa exactamente o mesmo que microgeração), considera como limite de potência para essas unidades 150 kW, portanto um valor mais baixo do que o considerado por outras definições normalmente aceites a nível internacional.

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pelos motores de combustão interna, embora comecem já a aparecer alguns protótipos interessantes, como aqueles que são objecto deste Relatório.

No nosso país existem já alguns poucos exemplos (cerca de duas dezenas) de instalações de micro-cogeração no Sector dos Serviços, sobretudo em Hospitais, Piscinas e Estações de Tratamento de Águas Residuais, maioritariamente através da tecnologia de motor de combustão interna (ciclo Otto, na sua maioria unidades TOTEM da Fiat, com uma produção de 15 kWe e 30 kWt como água quente a uma temperatura máxima de 85 ºC, e com um rendimento global de cerca de 93%).

Salienta-se a título de curiosidade, que segundo dados da COGEN Europe, provavelmente com base em informação da sua associada COGEN Portugal – Associação Portuguesa de Cogeração, existe no nosso país um potencial técnico de mercado para cogeração com potência eléctrica inferior a 150 kW que é estimado na ordem dos 500 MW. Se este potencial fosse realizado, isso implicaria uma redução de emissões de dióxido de carbono de cerca de 287.000 t/no. Não existe disponível desagregação de dados sobre a fracção deste potencial relativa ao mercado indicado para sistemas com potência eléctrica inferior a 50 kW, a verdadeira micro-cogeração, mas crê-se que o seu valor continue a ser significativo.

O potencial de aplicações de micro-cogeração em Portugal inclui fundamentalmente centros comerciais, centros desportivos, hotéis, hospitais, hipermercados e escritórios, e em casos pontuais alguns edifícios da Administração Pública (sobretudo Bancos), tudo isto no Sector dos Serviços, além de alguma pequena indústria, condomínios residenciais (com 75 a mais de 100 apartamentos), instalações agrícolas que requeiram água quente e estações de tratamento de águas residuais (com a tecnologia mais adequada para este último caso a ser o motor de combustão interna a biogás).

Como já foi referido, os convencionais motores de combustão interna (diesel e gás) constituem uma tecnologia por demais conhecida e por isso com maior penetração no mercado mundial. De entre as tecnologias emergentes têm tido um assinalável sucesso as micro-turbinas, que entraram já numa fase de comercialização, com muitos modelos surgidos de desenvolvimentos derivados da indústria aeronáutica. O termo “micro-turbina” refere-se em geral a um sistema de dimensões relativamente reduzidas composto por compressor, câmara de combustão, turbina e gerador eléctrico, com uma potência total disponível não superior a 250 kW. Os fabricantes estão desenvolvendo sistemas cada vez mais pequenos, havendo hoje em dia micro-turbinas que podem produzir 25 kWe. Novos desenhos e materiais permitem alcançar emissões reduzidas, rendimento relativamente elevado, necessidades de manutenção mínimas e um custo por kW competitivo (similar e até em alguns casos inferior ao dos motores de combustão interna a gás). O custo de aquisição duma micro-turbina ronda actualmente os 850 a 1200 EUR/kWe, sendo o custo de manutenção da ordem de 5 a 15 EUR/MWhe.

A maioria das micro-turbinas a gás existentes no mercado inclui no “kit” um recuperador de calor para aproveitamento da energia térmica contida nos gases de exaustão, ainda que também haja algumas unidades em que é necessária a aquisição separada do permutador de calor para o aproveitamento da energia térmica. Normalmente, estes sistemas funcionam com um único andar de expansão, e para aumentar o rendimento da micro-turbina também é usual a integração no sistema de um recuperador de calor (regenerador) que permite aproveitar parte do calor disponível nos gases de escape para aquecer o ar novo já comprimido antes de este entrar na câmara de combustão. O calor libertado na combustão eleva a temperatura da mistura ar-gases de combustão, e ao passar na turbina expande-se, transmitindo energia mecânica ao veio, accionando o compressor e o gerador. O rendimento eléctrico atingido é da ordem dos 30% em micro-turbinas com recuperador de calor. Em sistemas de cogeração para águas quentes o rendimento global pode atingir mais de 80%, enquanto que nas situações em que se pode utilizar directamente os gases de

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combustão aquele valor pode ultrapassar os 90% (mais adequado para processos de secagem ou pré-aquecimento com ar quente na indústria). Os últimos desenvolvimentos tecnológicos apontam para a futura utilização de materiais cerâmicos nos componentes das secções quentes, o que permitirá atingir temperaturas mais elevadas e consequentemente rendimentos mais elevados na próxima geração de micro-turbinas a gás.

De salientar que embora tenhamos feito referência a micro-turbinas a gás, vários tipos de combustíveis podem ser utilizados na maioria das micro-turbinas. Os mais comuns, além do gás natural, são a gasolina sem chumbo, o gasóleo, os álcoois, o querosene e o propano. Um compressor adicional poderá ser utilizado quando a pressão de alimentação do combustível gasoso não for suficiente. Contudo, o gás natural é dos combustíveis indicados o que menos emite poluentes gasosos, o que o torna particularmente adequado para instalações em consumidores localizados em centros urbanos, como é o caso de grande parte dos potenciais utilizadores da micro-cogeração.

As pilhas de combustível representam um conceito de produção de electricidade completamente diferente dos anteriores, pois neste caso não existe combustão. Este tipo de equipamento converte directamente a energia química contida na fonte de energia (normalmente hidrogénio ou gás natural) em electricidade, através de um processo electroquímico. No caso dos sistemas baseados em combustão, a energia química contida no combustível sofre uma série de conversões até atingir a forma final de energia eléctrica (química → térmica → mecânica → eléctrica), resultando em sucessivas perdas de energia. Por esta razão, o rendimento eléctrico das pilhas de combustível é significativamente superior ao dos motores de combustão interna e das micro-turbinas a gás, podendo situar-se na gama dos 35-40% (enquanto o rendimento térmico é da ordem de 20-50%). As emissões resultantes do funcionamento das pilhas de combustível são praticamente nulas. As necessidades de manutenção são muito reduzidas e a vida útil pode chegar a 30 anos.

A principal desvantagem desta tecnologia reside no seu ainda elevado custo inicial (podendo ser mais do triplo do das micro-turbinas a gás), justificado não só pela inexistência de produção em grande escala destes equipamentos, mas também pela necessidade de utilização de materiais especiais no seu fabrico (p. ex., metais preciosos). Ainda que todas as pilhas de combustível se baseiem na oxidação do hidrogénio, existem vários tipos de “fuel cells” e em diferentes estágios de desenvolvimento (muitos deles que nem sequer emergiram duma fase laboratorial, ainda que outros se aproximem já do limiar de uma fase de pré-comercialização). Antevê-se o sector dos transportes como o grande mercado inicial para as pilhas de combustível, o que deverá permitir uma redução considerável do seu custo de fabrico, através da produção em massa.

Outra tecnologia de micro-cogeração, como já foi referido, baseia-se nos motores Stirling. Este tipo de motor é um motor de combustão externa, pelo que difere substancialmente de uma instalação de combustão convencional em que o combustível é queimado no interior da máquina. O calor é fornecido ao motor Stirling por uma fonte externa, tal como um gás combustível, e isso faz com que um fluido de trabalho, por exemplo hélio, se expanda e provoque o movimento de um de dois pistões (ou êmbolos) no interior de um cilindro. O referido pistão é designado de “pistão de trabalho”. Um segundo pistão, denominado de “pistão de deslocamento”, transfere então o gás para uma zona arrefecida onde é recomprimido pelo pistão de trabalho. O pistão de deslocamento transfere o gás comprimido ou ar para uma secção quente da máquina e o ciclo continua. O motor Stirling tem menos partes móveis do que os motores convencionais, e não inclui quaisquer válvulas, excêntricos, injectores de combustível ou sistemas de ignição por faísca. Além disto, é um tipo de máquina que requer pouca manutenção e que apresenta reduzidas emissões de partículas, NOx e hidrocarbonetos inqueimados, e com um rendimento potencialmente superior ao dos motores de combustão interna ou de turbinas a gás.

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Resumindo, este tipo de motor funciona com um ciclo termodinâmico composto de 4 fases e executado em 2 tempos de pistão: compressão isotérmica (= temperatura constante), aquecimento isométrico (= volume constante), expansão isotérmica e arrefecimento isométrico. Este é o ciclo ideal (válido para gases perfeitos), que diverge do ciclo real medido por instrumentos. Não obstante, encontra-se muito próximo do chamado Ciclo de Carnot, que estabelece o limite teórico máximo de rendimento das máquinas térmicas. Ou seja, o motor Stirling surpreende pela sua simplicidade, já que é composto de duas câmaras a diferentes temperaturas que aquecem e arrefecem um gás de forma alternada, provocando expansão e contracção cíclicas, o que faz movimentar dois êmbolos ligados a um eixo comum. O gás utilizado nos modelos mais simples é o ar, enquanto que nas versões de potência e rendimento mais elevados se recorre normalmente ao hélio ou ao hidrogénio pressurizado, por serem gases de maior condutividade térmica e menor viscosidade, pelo que, transportam energia térmica (calor) mais rapidamente e têm menor resistência ao escoamento, o que implica menos perdas por atrito. Ao contrário dos motores de combustão interna, o fluido de trabalho nunca deixa o interior do motor, tratando-se portanto de uma máquina de ciclo fechado.

(a) (b)

Expansão: Nesta fase, a maior parte do gás no sistema foi impelida para o cilindro quente. O gás aquece e expande-se, accionando ambos os pistões para dentro.

Transferência: Nesta fase, o gás foi expandido (cerca de 3 vezes neste exemplo). A maior parte do gás (cerca de 2/3) está ainda situada no cilindro quente. O momento do volante leva o veio de manivelas a descrever um movimento de 90º, transferindo a globalidade do gás para o cilindro frio.

(c) (d)

Compressão: Agora a maior parte do gás expandido foi deslocado para o cilindro frio, e então arrefece e contrai-se, puxando ambos os pistões para fora.

Transferência: O gás agora comprimido está ainda situado no cilindro frio. O momento do volante leva o veio de manivelas a descrever outro movimento de 90º, transferindo o gás para o cilindro quente para completar o ciclo.

Figura 1 – As 4 fases distintas de um ciclo Stirling (para um exemplo de motor de 2 cilindros ou configuração Alfa, em que um deles é aquecido pelos gases

de combustão de um combustível, e o outro é mantido frio por uma fonte de ar arrefecido)

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Teoricamente, o motor Stirling é a máquina térmica mais eficiente possível. Alguns protótipos construídos pela empresa holandesa Phillips nos anos 50 e 60 chegaram a índices de 45%, superando facilmente os motores a gasolina, diesel e as máquinas a vapor (eficiência entre 20% e 30%). A fim de diminuir as perdas térmicas, geralmente é instalado um “regenerador” entre as câmaras quente e fria, onde o calor (que seria rejeitado na câmara fria) fica armazenado para a fase seguinte de aquecimento, incrementando sobremaneira a eficiência termodinâmica. Há 3 configurações básicas deste tipo de motor: Alfa – com cilindros em V; Beta – com êmbolos co-axiais num mesmo cilindro; e, Gama – com cilindros em linha.

Existem modelos grandes com uso prático e modelos didácticos, minúsculos, accionados até pelo calor de uma mão humana.

Pode-se dizer que estamos perante uma tecnologia com várias décadas de experiência (conhecida desde inícios do século XIX como alternativa aos motores a vapor, mas que depois caiu em desuso face ao advento dos motores eléctricos, menos dispendiosos), constituindo novidade apenas a sua utilização para caldeiras de micro-cogeração. Para este tipo de geradores de calor, há necessidade de se ter pequenos motores com uma capacidade entre 0,2 e 4 kWe. Turbinas a gás e até mesmo motores a gás não são adequados para este tipo de dimensão (não obstante o actual motor de ignição por faísca mais pequeno ser de 3 kWe), pelo que o motor Stirling constitui uma boa alternativa.

As vantagens do motor Stirling são várias: apresenta menos partes móveis e com menor atrito (além de que estas não estão expostas aos produtos de combustão), evita a necessidade de uma caldeira complementar, não dispõe de câmara de combustão interna, tem um elevado rendimento teórico e é adequado para a produção maciça. O queimador externo permite uma exaustão bastante limpa, portanto é pouco poluente, o que se deve ao facto da combustão ser contínua e não intermitente como nos motores de Ciclo Otto e Ciclo Diesel, permitindo uma queima do combustível mais completa e eficiente. Também por isso é muito silencioso e apresenta baixa vibração (não há “explosão”). É verdadeiramente multi-combustível, pode utilizar praticamente qualquer fonte energética: gasolina, etanol, metanol, gás natural, diesel, biogás, GPL, energia solar, calor geotérmico e outros. Basta gerar uma diferença de temperatura significativa entre a câmara quente e a câmara fria para produzir trabalho (quanto maior a diferença de temperatura, maior é a eficiência do processo e mais compacto o motor). Além de tudo isto, dá ainda a possibilidade de controlo da produção de energia eléctrica do motor por redução da temperatura do lado quente, o que permite a produção de electricidade independentemente das necessidades de energia térmica.

Neste momento ocorrem desenvolvimentos desta tecnologia em várias partes do mundo, como sejam a Dinamarca, a Holanda e o continente Australiano, sobretudo ao nível de motores de baixas potências, enquadráveis na verdadeira definição de micro-cogeração. O rendimento eléctrico para esses motores ainda não é muito elevado, situando-se tipicamente na gama dos 10% (motor de 350 We), ou entre 12,5% (motor de 800 We) e 25% (motor de 3 kWe), mas é expectável que possa ser possível obter soluções com pelo menos 25% de rendimento eléctrico e um rendimento global de 90%. Também, entre outros problemas técnicos por resolver que normalmente se associam a esta tecnologia citam-se alguns relacionados com o sistema de vedação, que impede o vazamento do fluido de trabalho, particularmente quando se empregam gases inertes e leves (hélio, hidrogénio), difíceis de serem confinados sob alta pressão sem escaparem para o exterior. Além disso, por ser uma tecnologia pouco difundida, os motores Stirling são mais caros, tanto na aquisição quanto na manutenção

O Quadro seguinte lista de uma forma simplista as principais vantagens e desvantagens das 3 opções de micro-cogeração emergentes que poderão constituir verdadeiras alternativas aos motores convencionais de combustão interna, permindo uma comparação entre elas.

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Quadro 1 – Principais vantagens e desvantagens das 3 soluções de micro-cogeração emergentes

VANTAGENS DESVANTAGENS Micro-turbinas Fiabilidade elevada devido a poucas partes móveis;

Instalação simples; Manutenção reduzida; Dimensão compacta e peso reduzido; Níveis de ruído aceitáveis; Possibilidade de uso de gás natural como combustível e flexibilidade na utilização de outros combustíveis; Custos competitivos quando construídas em quantidade; Emissões reduzidas; Gases de exaustão a temperatura elevada para recuperação de calor; Qualidade de alimentação aceitável.

Custos.

Pilhas de combustível Emissões reduzidas e baixo ruído. Rendimento elevado a várias cargas; Concepção modular, flexibilidade de instalação, tempo de fabrico curto; Operação automatizada, variações de carga rápidas, baixa manutenção; Muitos combustíveis, ainda que requerendo proces-samento à excepção do hidrogénio puro; Flexibilidade na razão calor/electricidade; Calor de baixo ou alto nível (temp.), dependendo da concepção e do tipo de pilha de combustível.

Custos, duração, densidade de corrente eléctrica, tempo de arranque, degradação; Corrosão com electrólitos líquidos, Enxofre.

Motores Stirling Vantagens técnicas:

Muita experiência na gama de potências elevadas; Menos partes móveis com baixo atrito; Sem câmara de combustão interna; Rendimento teórico elevado; Adequado para produção em massa. Vantagens para micro-cogeração:

Sem necessidade de gerador de calor complementar; Produção de electricidade independente da produção de calor; Emissões muito reduzidas; Fácil de controlar; Pode ser construído como uma unidade substituível.

Pouca experiência na gama das baixas potências; Baixo rendimento mecânico nas máquinas existentes (350-800W de potência ao veio); Melhor rendimento para potências superiores (até 3 kW); Primeiras máquinas eram/são muito caras.

Alguns fabricantes a nível mundial têm desenvolvido protótipos de motores Stirling que têm tentado introduzir no mercado, alguns deles através de amplas campanhas de testes de campo (muitas a verificarem-se nos últimos 4-5 anos), mas que por diversas razões tardam a impor-se em termos de comercialização, sobretudo por dificuldades de produção e dos custos elevados que ainda apresentam. De entre os vários fabricantes/modelos surgidos no mercado, sobretudo dirigidos para o mercado doméstico (em que potências de 1-1,2 kWe são normalmente suficientes), destacam-se os seguintes:

• DISENCO (SIGMA) - (3 kWe / 9 kWt)

• Whisper Tech Mk.4 - (0,85-1,2 kWe / 6-8 kWt)

• BG Microgen - (1 kWe / 5-36 kWt)

• ENATEC - (1 kWe / 6-24+ kWt)

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2.2. Apresentação da empresa GasTerra B.V.

A GasTerra B.V. é uma empresa comercializadora de gás natural na Holanda (equivalente à nossa Transgás), que deriva da N.V. Nederlandse Gasunie, criada em 1963 após a descoberta de uma série de campos de gás natural em Groningen três anos antes e que constituía assim a primeira organização de vendas da indústria gasista Holandesa. Simultaneamente eram construídas em tempo recorde as infra-estruturas necessárias e no espaço de uma década o gás natural abastecia mais de ¾ daquele País, relegando para segundo plano o abastecimento através de outras fontes energéticas, tais como derivados de petróleo e carvão. Em cerca de 20 anos a rede de transporte e distribuição de gás natural construída cobria a totalidade da Holanda, para praticamente todo o tipo de utilizações finais, desde o sector doméstico até ao sector industrial e incluindo o sector energético, no qual mais de 50% da electricidade produzida naquele País passava a ser gerada por centrais térmicas a gás natural.

Durante os primeiros 10 anos as fundações desta organização foram estendidas a outros Países Europeus, através de contratos de exportação estabelecidos com a Alemanha, Bélgica, França, Suíça e Itália. Estas vendas internacionais foram o prelúdio e um empurrão significativo para o desenvolvimento de um mercado gasista Europeu. Nos anos subsequentes ganharam importância o valor económico e os benefícios ambientais desta fonte energética, sobretudo após os choques petrolíferos de 1973 e 1979, pelo que as receitas provenientes do gás natural passaram a ter um peso substancial nos rendimentos do Estado Holandês. Uma maior consciencialização ambiental/ecológica foi ocorrendo nas sociedades holandesa e mundial, o que alterou as políticas energéticas, conduzindo a um maior enfoque nas emissões poluentes e em questões tais como conservar e reduzir os consumos energéticos. De entre os combustíveis fósseis, o gás natural emerge como o mais “amigo do ambiente” e tendo em conta as reservas de gás natural na Holanda, todos estes aspectos contribuíram para que esta fonte de energia passasse a ter uma importância considerável neste País, constituindo uma fonte inestimável de receitas e ao mesmo tempo uma vantagem ambiental e estratégica. Todos estes benefícios continuam a ter aplicação nos tempos actuais (e cada vez mais), e assim continuará a ser no futuro, pelo que todas estas vertentes foram sempre objecto de uma atenção cuidada por parte da política interna da N.V. Nederlandse Gasunie, que entretanto mudou de designação para Gasunie Trade & Supply B.V. e que em 2006 deu origem a duas empresas distintas, respectivamente uma empresa comercializadora (GasTerra) e uma empresa responsável pela exploração das infra-estruturas existentes (Gasunie).

A GasTerra B.V. é uma empresa privada, com uma estrutura accionista semelhante à que se verificava na Gasunie Trade & Supply (Estado Holandês - 10%, Energie Beheer Nederland BV – 40%, Shell Nederland BV – 25% e Esso Nederland BV – 25%), e que aposta fortemente na internacionalização e no contributo para a criação e o fortalecimento de um mercado gasista em diversas regiões da Europa. As suas exportações em 2006 ascenderam a 49 biliões de metros cúbicos de gás natural e tiveram por destinos basicamente 6 países - Alemanha (42,7%), Bélgica (13,8%), França (17,1%), Itália (22,6%), Suíça (1,7%) e Reino Unido (2,1%). A maioria destes fornecimentos de gás natural é estabelecida através de contratos de longo prazo.

Seguindo uma política já referida atrás, no que concerne aos vários aspectos que se prendem com a utilização de gás natural, a GasTerra B.V. incentiva a utilização eficiente desta fonte energética e apoia fortemente tecnologias como a micro-cogeração.

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3. CONTACTOS EFECTUADOS COM ENTIDADES HOLANDESAS

Neste capítulo apresenta-se uma descrição dos vários contactos estabelecidos com a GasTerra B.V. e outras entidades holandesas que, com o apoio daquela empresa comercializadora de gás natural, têm estado envolvidas numa campanha de testes em grande escala de protótipos de micro-cogeração assentes na tecnologia dos motores Stirling.

3.1. Objectivos dos contactos

A necessidade de estabelecer estes contactos e de conhecer melhor todo o processo, que se verifica na Holanda, de promoção da micro-cogeração com base na tecnologia de motores Stirling, liderado pela GasTerra B.V. e envolvendo várias entidades que foram convidadas por esta empresa a desenvolverem e a testarem protótipos daquela tecnologia, surgiu na sequência de uma primeira conversa informal havida entre o Dr. Alexandre Fernandes e o Sr. Hans Overdiep, Gestor de Energia da GasTerra B.V.. Nesse primeiro contacto poucos detalhes foram dados sobre estas experiências, tendo apenas sido referido que:

- A micro-cogeração é encarada na Holanda como uma possível alternativa às caldeiras de água quente de elevada eficiência, consideradas como tecnologia standard naquele País desde há 25 anos, sobretudo nos Sectores Residencial e Terciário. E, para além deste aspecto de concorrência com as caldeiras na produção de calor, acresce ainda a vantagem de se poder produzir também energia eléctrica para auto-consumo (e/ou venda à rede), algo que as caldeiras não podem oferecer.

- A GasTerra desde há muitos anos que se interessa por esta temática, tendo já testado diversos tipos de tecnologias, desde motores de combustão interna a gás até pilhas de combustível, e estando presentemente em conjunto com algumas das principais empresas holandesas concessionárias (fornecedoras) de gás natural, no âmbito de uma Fundação criada para o efeito, a iniciar e a estimular novas aplicações de gás natural, tais como a micro-cogeração e as bombas de calor a gás. E dos esforços empreendidos por esse grupo de trabalho, há a salientar a intenção de colocar no mercado, num período de três anos (2008-2010), 10 000 unidades de micro-cogeração.

- Em 2007 foi já iniciada uma pequena campanha de testes de ensaio de protótipos de motores Stirling desenvolvidos por uma empresa denominada Remeha, havendo já neste momento 100 dessas unidades (de tipo compacto e de montagem fácil em paredes) instaladas em residências. E está prevista a instalação de mais 1000 unidades em 2009 e 9000 em 2010.

- E outras empresas, sobretudo fabricantes de caldeiras tal como a Remeha (e que incluem alguns nomes bem conhecidos, tais como a Vaillant, a Nefit/Bosch e a Daalderop), aprestam-se também a apresentar os seus protótipos em meados deste ano, a que se seguirá uma fase de testes de parte dessas unidades, patrocinada pela referida Fundação, a exemplo do que se fez com os protótipos da Remeha em 2007. Estes protótipos não se circunscrevem apenas à tecnologia de motores Stirling, havendo também alguns de pilhas de combustível.

- E, em traços gerais, era manifestado pela GasTerra a sua disponibilidade para informar a ADENE acerca dos resultados obtidos com estas experiências sobre tecnologias de micro-cogeração, e de facilitar o contacto com algumas destas entidades para discussão da possibilidade de replicar estas experiências em Portugal.

Dado o interesse manifestado pelo Dr. Alexandre Fernandes em fomentar a divulgação e implementação efectiva no nosso País de uma tecnologia interessante como a que está a ser

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apoiada pela GasTerra na Holanda (e que poderia eventualmente constituir um contributo não negligenciável para a prossecução dos objectivos pretendidos com o actual Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), do qual a ADENE é a entidade gestora), foi solicitado à DI - Direcção Auditoria Indústria, no início de Março deste ano, que fossem encetados novos contactos com a GasTerra B.V. para se obterem mais detalhes da sua campanha de promoção de micro-cogeração e avaliar a possibilidade de se ter uma experiência similar em Portugal. Nesse sentido, foram primeiramente estabelecidos contactos – por e-mail e telefone, com o Sr. Hans Overdiep, tendo como principais objectivos os seguintes:

- Obter mais detalhes/informação sobre todo este processo de promoção da micro-cogeração que decorre na Holanda, patrocinado pela GasTerra B.V., e sobre os protótipos de motores Stirling que estão a ser testados, em particular os da empresa que aparentemente está num estágio mais avançado (Remeha);

- Conhecer os resultados obtidos nos testes de campo que foram realizados, envolvendo os protótipos de motores Stirling desenvolvidos; e,

- Avaliar, em função dos resultados anteriores, o estado de maturação da tecnologia e as possibilidades de comercialização da mesma.

Com esta informação procurar-se-ia numa fase posterior entrar em contacto directo com a Remeha e eventualmente com outras empresas holandesas com resultados interessantes alcançados com os seus protótipos, no sentido de lhes perguntar se estariam interessados em expandir as suas actividades no nosso País, introduzindo a sua tecnologia no mercado Português. Em caso afirmativo procurar-se-ia criar condições para o estabelecimento de parcerias entre estas empresas e eventuais entidades Portuguesas interessadas em tal, no sentido de se realizarem também alguns testes de demonstração desta tecnologia no nosso País e posteriormente ser possível a comercialização da mesma (por via de joint-ventures ou qualquer outra forma de cooperação entre as partes interessadas).

3.2. Resultados

Os contactos efectuados até ao momento têm decorrido de uma forma algo morosa, devido sobretudo à nem sempre total disponibilidade dos interlocutores holandeses para os nossos contactos, incluindo nalguns casos (Remeha) demora prolongada ou até mesmo ausência de respostas. E mesmo quando tem havido uma pronta resposta (caso do Sr. Hans Overdiep, que sempre revelou uma grande abertura para manter o diálogo connosco), nunca se verificou a revelação de muitos pormenores técnicos, o que se compreende por estarmos perante uma tecnologia que está ainda em fase de desenvolvimento ou estágio de pré-comercialização, pelo que, como é habitual dizer-se, “o segredo é a alma do negócio”.

O ponto de situação que se pode fazer destes contactos é o seguinte:

3.2.1. Informação obtida de contactos efectuados com a GasTerra B.V.

Ao primeiro contacto efectuado pelo Engº Paulo Calau, foi dada pelo Sr. Hans Overdiep (por e-mail, em 17/03/2008) uma resposta muito sintética, relativamente aos objectivos por nós delineados e já referidos atrás, e nos termos que se indicam a seguir:

- “A GasTerra, sendo a maior empresa comercializadora de gás natural na Holanda, sente-se responsável por uma utilização eficiente desta fonte energética. Nesse sentido, foi iniciado há alguns anos uma série de testes com unidades de micro-cogeração, baseadas na tecnologia de motores Stirling, recorrendo a unidades de um modelo desenvolvido pelo

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fabricante neo-zelandês WHISPERGEN Ltd (bem conhecido mundialmente, como uma das principais empresas de IDT nesta área). Esta campanha de testes, realizada em conjunto com as empresas clientes da GasTerra B.V. (empresas concessionárias de gás natural na Holanda, equivalentes às nossas Lisboagás, Setgás, Lusitaniagás, Portgás, etc.), envolveu 50 unidades do modelo Whispergen mk4 e decorreu no período 2005-2007. Contudo, os resultados alcançados foram considerados desanimadores, já que os rendimentos obtidos com a tecnologia Whispergen são demasiado baixos para os standards usuais na Holanda.

Foi então que a GasTerra resolveu patrocinar uma nova campanha de testes, contando com a cooperação das três maiores concessionárias holandesas de gás natural, respectivamente a Eneco, a Essent e a Nuon, desta vez envolvendo primeiramente 8 protótipos da Remeha, baseados em unidades desenvolvidas pelo fabricante americano (também mundialmente conhecido) Microgen/Sunpower, ou seja num modelo de motor Stirling de pistão livre, e mais recentemente outras 100 unidades deste tipo.

Os resultados alcançados até ao momento com estes testes são considerados como dando bons rendimentos: para além da produção de energia eléctrica, todo a energia térmica produzida pode ser aproveitada (incluindo todo o calor de condensação), pelo que o motor Stirling pode produzir 1 kW eléctrico e 5 kW de energia térmica, podendo este último valor ser aumentado para 20 kWt com um queimador auxiliar. O próprio Sr. Hans Overdiep teve uma destas unidades em teste na sua casa, tendo o rendimento eléctrico obtido ao fim de 1 ano (incluindo todos os arranques e paragens) sido de mais de 15% (com base no Poder Calorífico Inferior (PCI) do combustível) e o rendimento global (eléctrico+térmico) correspondente sido de 107% (também na base do PCI do combustível).

Neste momento decorrem outros testes de micro-cogeração envolvendo outras empresas fabricantes de caldeiras. Essas empresas são, respectivamente: - a Baxi, a Vaillant e a Viessmann, que utilizam um motor Stirling da Microgen; - a Bosch, a Nefit e a Merloni, que utilizam um motor Enatec (baseado também na

tecnologia de motor Stirling de pistão livre); e, - a Daalderop, que utiliza a tecnologia ORC (Ciclo Rankine Orgânico) da Energetix

(NOTA: O conceito desta tecnologia, embora possa considerar-se enquadrável no âmbito da micro-cogeração, não tem nada a haver com a tecnologia de motor Stirling).

É expectável que este tipo de testes com todas estas empresas continue nos próximos anos. A Remeha é a empresa que se encontra num estágio mais avançado, cerca de 1 ano comparativamente às restantes, estando previsto que o seu equipamento esteja disponível para comercialização no final do próximo ano (2009)”. Todos os restantes contactos, efectuados por Fernando Oliveira, conduziram aos seguintes resultados:

Resposta recebida em 01/04/2008 a e-mail enviado um dia antes, no qual se solicitava mais detalhes sobre todo o processo de testes de micro-cogeração suportado pela GasTerra, B.V., nomeadamente no que concerne aos seguintes aspectos:

- Como é que começaram estes testes e quando terminam?

- Objectivos dos mesmos?

- Critérios utilizados no envolvimento das várias entidades que participam nos testes? Quem são e que experiências anteriores tiveram nesta área da micro-cogeração?

- Porquê motores Stirling e em particular a tecnologia da Microgen/Sunpower a ser testada? Possibilidade de obtermos mais detalhes sobre esta tecnologia e sobre os protótipos em teste?

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- Em que estágio de demonstração da tecnologia estão neste momento?

- Quais os resultados que foram obtidos até ao momento, não só da Remeha mas também de outras empresas envolvidas na campanha de testes?

- Quais as principais dificuldades encontradas ou restrições de mercado para uma maior aplicação desta tecnologia na Holanda?

- Qual o relacionamento entre a GasTerra e a Remeha neste processo? O que é que esta empresa tem de diferente em relação às outras, naquilo que pode oferecer, e porquê (em princípio) esta primeira escolha da GasTerra?

- Qual o actual estado-de-arte dos protótipos que estão a ser testados pela Remeha? E quais são as perspectivas para a sua comercialização na Holanda, e em que condições? Há algum tipo de apoio financeiro ou outro incentivo do Estado Holandês?

- Qual será o papel futuro da GasTerra aquando da fase de comercialização da tecnologia?

- Se criada no futuro alguma parceria entre a ADENE, a Remeha e outras Entidades Portuguesas, tendo em vista a replicação de testes/demonstração da tecnologia e a sua possível comercialização em Portugal, estaria a GasTerra interessada em participar na mesma? E, em caso afirmativo, que tipo de participação desejaria ter?

Respostas do Sr. Hans Overdiep (NOTA: Como se poderá verificar, este Senhor não se pronunciou sobre algumas das questões anteriores, e houve outras em que de certa forma a informação é uma repetição do que já se sabia dos contactos anteriores):

- “A GasTerra é uma das principais empresas comercializadoras de gás natural na Europa, ditas concessionárias desta fonte energética (Eneco, Essent, Nuon e outras), e portanto não vende gás directamente aos utilizadores finais. Como empresa comercializadora está interessada em aplicações inovadoras de gás natural, e daí a sua aposta na micro-cogeração, apoiando o desenvolvimento desta nova tecnologia e iniciando a realização de testes de campo de protótipos dessa mesma tecnologia. A GasTerra nunca vende aplicações de gás, quem faz isso são os seus clientes – as empresas concessionárias, que vendem essas aplicações aos utilizadores finais. O seu objectivo é aumentar o valor de mercado do gás natural. Portanto, o papel da GasTerra em todo este processo é o de, meramente, empurrar a micro-cogeração para o mercado e a partir do momento em que esta passa a estar disponível comercialmente, pára de promover essa tecnologia.

O Sr. Hans Overdiep, como representante da GasTerra B.V., é “chairman” na Holanda de um Grupo de Trabalho Nacional sobre Produção Descentralizada de Energia Eléctrica (micro- e mini-cogeração), e esse Grupo de Trabalho estima que a micro-cogeração possa reduzir as emissões de CO2 no Sector dos Edifícios daquele País em 10%, quando aquela tecnologia suceder às caldeiras de condensação (de rendimento elevado). Na Holanda são instaladas anualmente mais de 400 000 caldeiras deste tipo.

Este Grupo de Trabalho solicitou ao Ministério dos Assuntos Económicos Holandês dois tipos de subsídios: o primeiro, no valor de 10 milhões de Euros para um período de aprendizagem/demonstração da tecnologia de micro-cogeração, a decorrer entre 2008 e 2010, que envolveria 10 000 unidades; e, um segundo, de 80 milhões de Euros, para o período subsequente de comercialização da tecnologia, entre 2010 e 2014, envolvendo 100000 unidades. Neste último período o preço de uma unidade de micro-cogeração pode diminuir de 6500 Euros para 3500 Euros. Há já a garantia de estarem assegurados os 10 milhões de Euros para a primeira fase e é expectável que o incentivo de 80 milhões de Euros também seja concedido, o qual será inteiramente destinado aos utilizadores finais da tecnologia (ou seja, estes obterão determinada comparticipação financeira no valor de

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aquisição da tecnologia de micro-cogeração, desde que deixem efectuar a sua instalação nas suas casas).

Esta preocupação com a micro-cogeração começou já no longínquo ano de 1995, e tendo então descoberto a WhisperTech como sendo o primeiro fabricante que poderia fornecer motores Stirling, decidiram testar algumas unidades Whispergen, dos modelos mk1 e mk2. Ambos os modelos demonstraram não ser muito atractivos para o mercado Holandês, já que o seu rendimento era baixo. Em 2004, uma outra unidade Whispergen, mas de modelo mk4, foi instalada na casa do Sr. Hans Overdiep, e esta tecnologia revelou ter um rendimento ligeiramente melhor do que o verificado com os modelos anteriores. Com base nisto, foi então solicitado pela GasTerra às empresas concessionárias de energia que iniciassem uma campanha de testes de campo com 50 unidades deste modelo, o que se verificou entre 2006 e 2007, tendo os resultados obtidos sido considerados fracos, já que o rendimento global continuava a ser demasiado baixo. Até mesmo o modelo seguinte do mesmo fabricante – o mk5, foi também testado e continuou a revelar-se não interessante para o mercado Holandês, no qual as caldeiras de elevado rendimento são o standard e 50% da produção de energia eléctrica é feita por cogeração.

Em 2005 encontraram a Microgen e houve um desejo mútuo de trabalharem em conjunto no sentido de se conseguir uma versão combinada das suas unidades de micro-cogeração. Em 2006 uma unidade destas foi instalada na casa do Sr. Hans Overdiep e o desempenho da mesma foi considerado satisfatório, tendo-se obtido valores de rendimento bastante melhores do que os encontrados nos outros modelos testados anteriormente, além de que num ano era possível produzir mais de 3000 kWh sem qualquer problema. A empresa Remeha começou então nesse ano a trabalhar com a Microgen.

Juntamente com as empresas concessionárias de gás natural foi então iniciada (em 2007) uma campanha de testes maior do que o realizado antes, envolvendo a instalação de 100 unidades da Remeha. E está previsto que este tipo de testes de campo continue este ano: com 25 unidades da Vaillant (com motores Stirling Microgen), 25 unidades da Bosch e da Nefit (com motores Stirling Enatec) e 10 unidades da Daalderop (com a tecnologia ORC da Energetix).

A Remeha é de facto a empresa que está num estágio mais adiantado, com uma maior experiência acumulada, levando um ano de avanço comparativamente às restantes empresas, mas outras atingirão o mesmo patamar de desenvolvimento muito em breve.

Os responsáveis da GasTerra vêem a micro-cogeração (sobretudo a baseada em motores Stirling) como a natural sucessora da caldeira de alto rendimento, desde que as suas unidades verifiquem alguns dos seguintes requisitos, como de facto já são conseguidos com os protótipos recentemente testados:

- possam ser montadas em paredes; - tenham um peso máximo de cerca de 60 kg; - o rendimento eléctrico seja de pelo menos 15% (base PCI do combustível); - o rendimento global seja da ordem dos 107% (base PCI do combustível); - o período de retorno simples do investimento (payback) seja no máximo de 5 anos; - sem necessidade de cuidados adicionais de manutenção; e, - apresentem níveis de ruído similares aos das caldeiras.

O diferencial de investimento para esta tecnologia, comparativamente com o que é necessário para uma caldeira de condensação, é de cerca de 1500 Euros, o que tendo em conta os preços da electricidade e do gás natural na Holanda, implica que o correspondente payback seja de 5 anos para uma residência típica com consumos médios anuais de 1800 m3 de gás natural e 3500 kWh de energia eléctrica. Com a micro-cogeração por motor Stirling, aqueles consumos passarão para 2100 m3 de gás natural/ano e 1000 kWh de electricidade

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(da rede)/ano, ou seja, haverá um acréscimo no consumo de gás natural de 17% e uma redução na energia eléctrica a adquirir à rede de 71%.

Na Holanda existe uma etiqueta denominada “Gaskeur HR107”, que significa que se uma caldeira de condensação tem um rendimento global de pelo menos 107% (base PCI), esse equipamento recebe essa etiqueta de eficiência, e isto constitui desde há muitos anos um standard neste País. Neste momento, a GasTerra e o Grupo de Trabalho a que se fez alusão antes, estão a desenvolver esforços no sentido de ser criada uma etiquetagem deste tipo para unidades de micro-cogeração e que se designará “Gaskeur HRe”.

Recentemente, a GasTerra deu início também ao patrocínio de testes com algumas pilhas de combustível, com um modelo da Hexis e outro da Baxi, e é expectável que esses testes se estendam a muitas mais “fuel cells” nos próximos anos. Os testes são efectuados em Apeldoorn, pela empresa KiwaGastec, devendo a primeira pilha de combustível ser instalada numa residência apenas no Verão deste ano”.

Resultados de conversação telefónica estabelecida com o Sr. Hans Overdiep em 09/04/2008, para esclarecimento de algumas das respostas dadas no e-mail anterior e de questões sobre as quais não foi dada qualquer informação naquela mesma mensagem:

- Neste novo contacto, foi reiterado pelo Sr. Hans Overdiep a sua disponibilidade e da GasTerra B.V. de estabelecerem a ponte entre a ADENE e algumas das empresas que estão na Holanda presentemente a realizar testes de micro-cogeração (com base em motores Stirling), e portanto não colocando quaisquer objecções à continuação do diálogo connosco (ADENE) e com outras eventuais entidades Portuguesas interessadas numa experiência similar em Portugal à que é patrocinada por aquela empresa no seu País, sobretudo no que se refira a troca de experiências, esclarecimento de dúvidas, etc..

- Quando lhe perguntámos se seria possível entrarmos em contacto directo com a Remeha e que tipo de aproximação sugeria para esse contacto, foi-nos recomendado que o contacto fosse efectuado com o Sr. Marco Bijkerk daquela empresa, tendo-nos sido fornecido o endereço de e-mail e o número de telefone deste técnico (vide estes contactos no Anexo I do presente Relatório). Confirmou que a Remeha é uma empresa fiável e que, embora sendo um fabricante de caldeiras, desde há algum tempo que está empenhada na micro-cogeração, tendo uma parceria com a Microgen, tal como se subentendia da informação anterior. Está mais avançada nos testes, porque começou um ano mais cedo do que as outras empresas que também estão envolvidas em testes. Portanto, o seu “aval” para uma cooperação técnica/tecnológica entre a Remeha e entidades Portuguesas, é total, ainda que tal dependa da vontade da Remeha.

- No que respeita a mais pormenores técnicos da tecnologia testada não se alongou muito mais para além daquilo que já sabíamos da informação recebida anteriormente, tendo reafirmado que face aos resultados já obtidos, ainda que promissores (mas ainda com poucos protótipos envolvidos e num curto período de tempo e muito recente), deverão ser confirmados por um maior número de testes/unidades envolvidas, como a campanha que se pretende levar a cabo e que teve o seu início este ano e que decorrerá até 2010, envolvendo 10 000 protótipos. Só nessa altura, com uma avaliação completa sobre todos os testes realizados e eventuais problemas que possam ocorrer, se poderá falar de uma tecnologia madura e bem provada. Para já parece satisfazer os objectivos pretendidos, não havendo problemas dignos de realce a registar, e o incentivo financeiro já conseguido dá garantias de se poder fazer uma demonstração adequada da tecnologia na Holanda. Portanto, na 1ª fase (de testes de demonstração, no período 2008-2010) esse incentivo será basicamente para a realização dos testes e para as empresas neles envolvidas, enquanto na

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2ª fase (de comercialização da tecnologia, a decorrer entre 2010 e 2014), o incentivo financeiro, como já foi referido, constituirá uma ajuda parcial para a compra do equipamento por parte dos utilizadores finais).

- Quanto ao payback de 5 anos já avaliado para a tecnologia, com os testes já efectuados, e para percebermos melhor os custos envolvidos, perguntámos ao Sr. Hans Overdiep quais eram os preços médios de energia praticados na Holanda no Sector Residencial (sector principal a que destinam os protótipos desenvolvidos), tendo-nos indicado os seguintes:

- Gás natural: 0,65-0,70 EUR/Nm3; e,

- Electricidade: 0,15-0,25 EUR/kWh. (NOTA: Estes preços são superiores aos que normalmente se praticam em Portugal, no Sector Doméstico, o que significa que o payback do investimento associado à implementação da tecnologia no nosso País deverá então ser maior do que os 5 anos verificados até ao momento na Holanda).

- Foi perguntado ao Sr. Hans Overdiep se dispunha de algum documento (apresentação em PowerPoint ou de outro tipo), em Inglês, que sintetizasse todo o processo de promoção da micro-cogeração por via de motores Stirling na Holanda, conduzido pela GasTerra B.V., incluindo os principais tópicos da estratégia seguida no seu País para esse efeito, e em caso afirmativo se nos poderia facultar a mesma (comprometendo-nos, naturalmente, a salvaguardar todos os aspectos de confidencialidade de informação que se justificassem), ao que aquele Senhor nos respondeu que sim, que tinha uma comunicação desse tipo (em PowerPoint) apresentada recentemente (em Setembro de 2007) no Energy Forum Gas realizado em Paris. Apenas teríamos que formalizar por escrito a solicitação de tal pedido, a fim de ser deferido para os seus superiores hierárquicos e estes darem a aprovação final.

Resultados de outros contactos estabelecidos com o Sr. Hans Overdiep:

- O pedido da apresentação atrás referida foi formalizado, através de e-mail, enviado por nós alguns dias mais tarde (em 21/04/2008), após a ausência do Sr. Hans Overdiep durante alguns dias do seu escritório, por motivo de deslocação ao estrangeiro, e repetido uma semana depois por não haver resposta. Nesse mesmo dia (28/04/2008), recebemos um e-mail do Sr. Hans Overdiep, dizendo que devido ao tamanho grande da apresentação (ficheiro com cerca de 30 Mb ) a mesma nos seria enviada em CD-ROM, por correio, o que só veio a acontecer algumas semanas mais tarde. O conteúdo deste CD-ROM, recebido em 19/05/2008, é incluído no Anexo II do presente Relatório, e conforme se pode constatar, além de aparecer com um aspecto bastante infantil, em termos concretos de informação não acrescenta muito mais ao que já dispúnhamos. De qualquer modo, no e-mail de 28/04/2008 do Sr. Hans Overdiep, era salientado por este Senhor que “... a sua ideia era que, caso a Remeha concordasse connosco, a GasTerra ajudar-nos-ia com um pequeno conjunto de testes de campo, pelo que deveríamos averiguar do interesse daquela empresa em cooperar com a ADENE, bem como perguntar ao Sr. Bijkerk a informação técnica mais detalhada”. Informava-nos também de que a GasTerra tinha iniciado naquele preciso momento os novos testes de campo com as empresas Vaillant, Bosch/Merloni e Baxi.

- Após repetidas tentativas de contacto por e-mail com a Remeha/Sr. Marco Bijkerk, informámos o Sr. Hans Overdiep em 29/04/2008 de que não tínhamos obtido qualquer resposta daquela entidade e em concreto daquele Senhor, pelo que pedíamos encarecidamente que nos facultasse outros meios de contacto, nomeadamente número de telefone e endereço postal, já que qualquer informação pelo website da Remeha era complicado, por estar em Holandês, língua que não dominamos. Neste mesmo e-mail, solicitávamos também que, dado terem sido iniciados testes com protótipos de outras empresas, assim que fossem conhecidos os resultados desses testes, se possível, os mesmos nos poderiam ser facultados. Seria até interessante envolver estas mesmas empresas em

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testes em Portugal, caso houvesse interesse por parte dessas empresas, já que as mesmas (as que iniciaram àquela data os testes na Holanda) existem ou estão também representadas em Portugal. Foi também pedida uma nova confirmação dos preços de electricidade e de gás natural que se verificam na Holanda, por haver algumas dúvidas sobre os valores que antes nos foram facultados, tendo a resposta então recebida por e-mail (em 29/04/2008) sido a seguinte, no que se refere a valores médios (incluindo transporte e impostos):

- Gás natural: 0,60 EUR/Nm3 (valor portanto ligeiramente menor do que os anteriormente indicados); e,

- Electricidade: 0,18 EUR/kWh. (NOTA: Mesmo com estes valores parecem continuar a ser válidas as nossas conclusões anteriores, tanto mais que as tecnologias de aquecimento usuais em Portugal são bem mais baratas do que a solução standard de caldeiras de condensação que se verifica na Holanda e que é rara no nosso País).

Era também afirmado pelo Sr. Hans Overdiep, que espera que num futuro próximo (cerca de 5 anos após a micro-cogeração estar disponível comercialmente) o custo do investimento associado a esta tecnologia seja apenas superior em 1500 Euros ao valor correspondente da caldeira de condensação. E voltou a relembrar que com esta tecnologia era possível produzir 2500 kWh/ano de energia eléctrica.

Garantiu-nos também que procuraria saber porque é que o Sr. Marco Bijkerk ainda não tinha respondido a nós até àquela data.

- Em novo e-mail que enviámos em 13/05/2008 para o Sr. Hans Overdiep, dávamos conta da continuação de não obtenção de qualquer resposta por parte do Sr. Marco Bijkerk aos nossos e-mails, e mais uma vez solicitávamos outros meios alternativos de contacto. Nesse mesmo dia foi-nos respondido pelo Sr. Hans Overdiep que, tanto quanto sabia, o Sr. Bijkerk andava muito ocupado (quase que não ia ao escritório da Remeha desde há algum tempo), mas que tinha agendado com ele e com o CEO da Remeha – Sr. Van Schayk, uma reunião em Junho (inicialmente prevista para o dia 12), para falarem sobre projectos estrangeiros com unidades de micro-cogeração. Sugeriu que para um contacto mais rápido com o Sr. Marco Bijkerk, recorrêssemos a determinado número de telefone (incluído no website da Remeha), que mais tarde concluímos não ser o mais adequado, já que com o mesmo continuávamos a não obter qualquer resposta. (NOTA: Só em 20/05/2008, aquando da primeira resposta do Sr. Bijkerk aos nossos e-mails, ficámos a saber que a melhor forma de o contactar telefonicamente era através do número que é indicado na Lista de Contactos, que incluímos no Anexo I deste Relatório).

- O Sr. Hans Overdiep foi por nós posto ao corrente sobre os resultados dos contactos efectivos que estabelecemos com o Sr. Marco Bijkerk da Remeha, nomeadamente em 20/05/2008 e 06/06/2008. Nesta última data dávamos já conta do aparente desinteresse da Remeha em colaborar com a ADENE (vide item seguinte deste Relatório), e questionávamos a hipótese de, no caso daquela posição se manter, se a Gasterra sentia que haveria outra(s) empresa(s) das que também estão a realizar testes de micro-cogeração na Holanda, com base em motores Stirling, que tivesse(m) já os seus protótipos de tal forma desenvolvidos que se pudesse considerar o correspondente estado-de-arte da tecnologia num estágio maduro/fiável, e que eventualmente estivesse(m) interessada(s) em “ocupar” a posição que inicialmente pensáramos para a Remeha; ou seja, se essa(s) empresa(s) estaria(m) pronta(s) a estender as suas actividades comerciais a um País estrangeiro como Portugal e a poder(em) participar na replicação de testes no nosso País e assim haver lugar à criação de condições para o estabelecimento de parcerias entre ela(s) e entidades Portuguesas, visando a comercialização da sua solução tecnológica.

- Em 07/06/2008 o Sr. Hans Overdiep respondia-nos por e-mail dizendo que iria ter em 24/06/2008 uma reunião com o Sr. Bijkerk e o Sr. Van Schayk relacionada com este assunto, e que ainda durante o mês de Junho teria também um encontro com algumas das

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empresas que recorrem à tecnologia de motores Stirling (como é o caso da Baxi Netherlands) e que lhes perguntaria sobre o seu eventual interesse em colaborar com a ADENE. De salientar que em 20/05/2008, em resposta ao nosso e-mail enviado nesse dia, o Sr. Hans Overdiep já afirmava que “… iria ver como nos poderia ajudar”.

- Em novo contacto estabelecido com o Sr. Hans Overdiep, através de e-mail em 25/06/2008, para saber o que se tinha passado na reunião que ele tivera no dia anterior com os representantes da Remeha e se haveria alguma possibilidade de colaboração entre aquela empresa e a ADENE, foi obtida a seguinte resposta dada pelo Gestor da GasTerra B.V. nesse mesmo dia, também por e-mail: a reunião, de facto, fora sobre projectos internacionais com unidades de micro-cogeração, mas a Remeha reiterara a sua posição anterior de neste momento não desejar empreender qualquer actividade em outros países que não a Holanda, a Inglaterra, a Alemanha e a Bélgica. Neste contexto, e em resposta a uma outra questão também formulada no nosso e-mail, para no caso de se verificar uma rejeição de colaboração por parte da Remeha (como aconteceu de facto), se já tinha abordado outras empresas das que realizam testes de micro-cogeração na Holanda, no sentido de poderem vir a ter uma colaboração com a ADENE similar à que se pretendeu com a Remeha, o Sr. Hans Overdiep deixou a promessa de que iria tentar essa abordagem com outros fabricantes, tais como a Baxi e a Vaillant.

Em resultado deste último contacto aguardamos notícias da parte da GasTerra / Sr. Hans Overdiep, sobre o interesse destas outras entidades numa efectiva colaboração connosco e com eventuais outras entidades Portuguesas que queiram apostar na promoção desta tecnologia.

3.2.2. Informação obtida de contactos efectuados com a Remeha

Como se depreende do item anterior, os contactos efectuados com a Remeha não foram bem sucedidos:

- O primeiro contacto foi efectuado em 21/04/2008 através de e-mail que enviámos para o Sr. Marco Bijkerk. Nesse e-mail, para além de uma apresentação da ADENE e da descrição dos contactos havidos anteriormente com a GasTerra e dos nossos propósitos no que respeita à promoção da micro-cogeração (por motores Stirling) em Portugal, passámos a expôr a informação que gostaríamos de obter da Remeha: (i) se estaria interessada em revelar-nos alguns detalhes sobre a sua experiência de testes de campo levada a cabo com motores Stirling, nomeadamente sobre o estado-de-arte da sua solução tecnológica e dos resultados até agora alcançados, de modo a termos uma caracterização clara da tecnologia (naturalmente salvaguardando todos os aspectos de natureza confidencial sobre os protótipos em teste), e dar-nos a conhecer eventuais dificuldades ou restrições de mercado que estão enfrentando na Holanda; e, (ii) se estaria igualmente interessada em participar em testes similares a realizar em Portugal e a expandir as suas actividades no nosso País, tendo em conta que a ADENE procuraria criar as condições para o estabelecimento de parcerias (através de joint-ventures ou outro tipo de colaboração) entre aquela empresa e empresas Portuguesas, não só para a realização dos referidos testes mas também para uma fase posterior de possível comercialização da sua solução tecnológica.

- Na ausência de qualquer resposta da Remeha àquele nosso e-mail, voltámos a reenviar aquela mensagem em 28/04/2008 e depois em 05 e 09/05/2008. Entretanto íamos pondo ao corrente desta situação o Sr. Hans Overdiep da GasTerra, tal como descrito em 3.2.1.

- Em 19/05/2008 enviámos para o Sr. Marco Bijkerk novo e-mail com um teor semelhante aos anteriores, e talvez derivado de novo contacto que fizémos com o Sr. Overdiep, dando conta da inalteração da situação, finalmente obtivemos resposta do Sr. Bijkerk no dia

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20/05/2008. Nessa curta resposta, agradecia o nosso interesse pela Remeha e pelos seus protótipos de motores Stirling, pedia desculpa pelo facto de não ter podido responder antes e justificava-se com o facto de ser frequentemente requisitado por muita gente e vários países para o mesmo efeito, apresentando-se a sua caixa de e-mails bastante preenchida e dando a entender que muitas das vezes algumas dessas mensagens passavam despercebidas ou simplesmente eram ignoradas. Por último, sugeria que pudéssemos discutir este assunto telefonicamente numa outro momento em que ele teria maior disponibilidade, concretamente na manhã do dia 23/05/2008, tendo depois fornecido o número de telefone mais adequado para esse contacto.

- Na conversação telefónica estabelecida em 23/05/2008, após repetirmos o que pretendíamos da Remeha, o Sr. Marco Bijkerk não manifestou qualquer interesse em colaborar com a ADENE. Disse-nos que a Remeha eventualmente estaria interessada em expandir as suas actividades comerciais para outros Países Europeus, mas não para Portugal. Portanto, mesmo a realização de meros testes em Portugal para demonstração da tecnologia não teria grandes hipóteses de avançar. De qualquer modo e face à nossa insistência se esta seria uma posição definitiva, o Sr. Bijkerk prometeu que apresentaria a nossa proposta ao seu superior hierárquico e que nos diria algo posteriormente (tendo nós solicitado que essa resposta final nos pudesse chegar por escrito). Contudo, até ao momento e apesar de já termos enviado novo e-mail para o Sr. Marco Bijkerk em 06/06/2008 a questionar sobre isto e de já termos tentado novo contacto telefónico, não obtivémos mais qualquer resposta.

- Conforme referido em 3.2.2. esta posição da Remeha foi reportada por nós ao Sr. Hans Overdiep, e posteriormente confirmada na reunião que ele teve em 24/06/2008 com o Sr. Marco Bijkerk e o Sr. Van Schayk, relacionada com este assunto, e em que foi claramente explicitado por estes senhores que não estavam interessados em desenvolver qualquer actividade em Portugal.

3.2.3. Informação obtida de contactos com outras entidades

Não houve até ao momento quaisquer contactos com outras empresas, para além dos estabelecidos com a GasTerra e a Remeha, conforme descrito em 3.2.1. e 3.2.2., mas o Sr. Hans Overdiep prometeu auscultar outras empresas, tais como a Baxi e a Vaillant, sobre uma eventual colaboração das mesmas com a ADENE, nos termos em que desejávamos que tal acontecesse com a Remeha.

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4. COMENTÁRIOS FINAIS

Foram estabelecidos vários contactos tal como delineado no início desta abordagem, podendo-se resumir os resultados alcançados até ao momento da seguinte forma:

- Verifica-se que por parte da GasTerra B.V. e em particular do seu interlocutor (Sr. Hans Overdiep) há uma grande abertura e um desejo de ajudar a ADENE nas suas pretensões.

- A Remeha, através do seu representante – Sr. Marco Bijkerk, não manifestou qualquer interesse em colaborar com a ADENE, ou antes, não desenvolver qualquer actividade em Portugal, por não fazer parte dos seus projectos futuros. Esta posição foi confirmada por aquele representante da empresa e pelo seu CEO em reunião que tiveram com o Sr. Hans Overdiep em 24/06/2008.

- Em resultado da impossibilidade de colaboração da Remeha, outras empresas holandesas que também estão a participar na campanha de testes da GasTerra serão igualmente contactadas pelo Sr. Hans Overdiep para auscultação do seu eventual interesse sobre uma possível colaboração das mesmas no sentido pretendido pela ADENE. Portanto, o êxito destes contactos estará dependente da vontade dessas entidades e muito certamente dos seus planeamentos futuros em termos de expansão de actividades.

- No que respeita a detalhes técnicos sobre a tecnologia que está a ser testada na Holanda (motores Stirling) pouca informação a esse respeito nos foi facultada, pelo que é difícil emitir uma opinião sobre a valia desta tecnologia. Aparentemente, e caso a sua implementação se justifique para a realidade Portuguesa, parece óbvio que conduzirá a períodos de retorno do investimento superiores a 5 anos (e, isto tendo apenas por base os resultados conhecidos dos protótipos da Remeha), o que para o nosso País é muito e sinónimo de uma fraca adesão dos potenciais utilizadores. Contudo, convém realçar que esta tecnologia está ainda em fase de desenvolvimento (não só na Holanda, mas também em outros países, razão pela qual não são vistas aplicações efectivas da mesma), e até na Holanda com os testes de protótipos a que nos referimos nos itens anteriores deste Relatório, não está convenientemente testada, quer em número de protótipos envolvidos, quer em termos de uma duração prolongada dos testes, pelo que é difícil para já extrair conclusões sobre a fiabilidade e estado de maturação da tecnologia, apenas com base nos rendimentos obtidos em poucas situações particulares.

Miraflores, 25 de Junho de 2008

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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1) “CHP WITH INTERNAL AND EXTERNAL COMBUSTION ENGINES – Overview

of relevant information related to cogeneration with internal and external combustion engines”; VDI and COGEN Europe, Jul. 2007.

(2) “Relatório Síntese – Serviços de Energia em Eficiência Energética” (documento produzido pela ADENE para a EDP – Energia, S.A.); ADENE, Jun. 2005.

(3) "ENERGIA PORTUGAL 2001; ed. DGE - Direcção Geral de Energia / Ministério da Economia - CEETA - Centro de Estudos em Economia de Energia dos Transportes e do Ambiente, Jan. 2002.

(4) "Estudo do Mercado Potencial para a Aplicação das Tecnologias de Micro-Cogeração em Portugal"; CEETA, Dez. 2001.

(5) “A Guide to Cogeneration”; COGEN Europe, Mar. 2001.

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6. ANEXOS

- ANEXO I: Lista de Contactos

- ANEXO II: Conteúdo de CD-ROM recebido da GasTerra B.V.

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ANEXO I

Lista de Contactos

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LISTA DE CONTACTOS: GasTerra B.V.:

Hans Overdiep Tel.: + 31-50-3648711 Fax: + 31-50-3648799 E-mail: Hans.Overdiep@gasterra.nl Website: http://www.gasterra.nl Remeha:

Marco Bijkerk Tel.: + 31-(0)55-5496969 E-mail: marco.bijkerk@remeha.nl Website: http://www.remeha.nl

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ANEXO II

Conteúdo de CD-ROM enviado

pela GasTerra B.V.