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Rumo a cidades de baixo carbono - Caso da Vila de Óbidos

2011-06-17

Universidade Lusófona de Humanidade e Tecnologias: XI Congresso Nacional de Engenharia do Ambiente - Certificação Ambiental e Responsabilidade Social das Empresas.

Rumo a cidades de baixo carbono - Caso da Vila de Óbidos: Lina Lopes 1, Maria da Graça Carvalho2

  • 1Departamento de Urbanismo - Universidade Lusófona de Humanidades e Tecnologias
  • 2Departamento de Engenharia Mecânica - Instituto Superior Técnico

Sumário:

As cidades e as zonas urbanas são responsáveis pela maioria das emissões de Gases com Efeito Estufa. As cidades são grandes consumidoras de energia e grandes emissoras de CO2. A maioria da população europeia (e mundial) está concentrada nas cidades. As cidades são particularmente vulneráveis às alterações climáticas.

A diminuição das emissões de GEE não só contribui para o combate às alterações climáticas como gera cidades com melhor qualidade de vida. O problema que se levanta é pois o seguinte: como poderão as cidades, grandes consumidoras de energia, tornar-se cidades de baixo carbono e energeticamente eficientes.

As cidades signatárias do Pacto dos Autarcas comprometeram-se com metas quantificadas. Em particular, o Município de Óbitos, sendo signatário do Pacto dos Autarcas, comprometeu-se a reduzir em mais de 20% as suas emissões de CO2 até 2020.

O presente artigo caracteriza o modelo adequado ao estudo das emissões de CO2 nos no subsector dos edifícios municipais localizados na zona histórica de Óbidos, nomeadamente nas freguesias de Santa Maria de Óbidos e de São Pedro de Óbidos e equaciona possíveis aplicações do mesmo.

Palavras-chave: Alterações climáticas, Energia, Cidades, Sustentabilidade, Políticas Europeias 

1.  Introdução

As cidades e as zonas urbanas são responsáveis por cerca de 75% do total das emissões de Gases com Efeito Estufa (GEE) (UNFCCC, 2009).

Na Europa, aproximadamente 75% da população vive em áreas urbanas. Prevê-se que este valor ultrapasse os 80% até 2020. A Europa será uma sociedade cada vez mais urbana com quatro em cada cinco europeus a viverem em cidades.

O consumo mais significativo de energia e o maior volume de emissões de CO2 ocorre nas cidades. É nas cidades que as populações se expandem mais rapidamente como resultado dos elevados padrões de vida e da riqueza material de que desfrutam (Fong et al, 2007a, 2008c; IGES, 2004).

Espera-se que em 2030 dois terços da população mundial viva em áreas urbanas. Sendo as cidades particularmente vulneráveis aos impactos das alterações climáticas, é natural que aumente o seu empenho no combate às alterações climáticas.

Por outro lado, a procura de energia é um dos elementos definidores das cidades modernas. O seu funcionamento assenta fortemente no consumo de combustíveis fósseis, o que leva a um aumento das emissões de gases com efeito de estufa.

Assim, a diminuição das emissões de GEE, nomeadamente a diminuição das emissões de CO2, é um problema com que as cidades se debatem. A diminuição das emissões de GEE gera cidades com melhor qualidade de vida para a geração presente e para as gerações vindouras. As cidades têm pois de adoptar medidas que permitam reduzir essas emissões de GEE, designadamente medidas de eficiência energética e de utilização de energias renováveis.

A Europa criou uma Estratégia para a Energia e para as Alterações Climáticas, na qual se destaca a política dos "3x20". Esta política estabeleceu as seguintes metas a serem alcançadas até 2020: redução em 20% das emissões de GEE (30% se existir um acordo global sobre clima); 20% das energias utilizadas devem ser renováveis; eficiência energética deverá ser aumentada em 20%. A base de comparação são aos valores registados em 1990, ano base estabelecido no protocolo de Quioto.

O problema que se levanta é pois o seguinte: como poderão as cidades, grandes consumidoras de energia, reduzir as emissões de CO2 e aumentar a sua eficiência energética? Por outras palavras: como poderão as cidades, grandes consumidoras de energia, tornar-se cidades de baixo carbono e energeticamente eficientes.

As cidades têm adoptado diferentes estratégias para resolver o problema. As signatárias do Pacto dos Autarcas comprometeram-se com metas quantificadas. Em particular, o Município de Óbitos, sendo signatário do Pacto dos Autarcas, comprometeu-se a reduzir em mais de 20% as suas emissões de CO2 até 2020, desenvolvendo um Plano de Acção de Energia Sustentável (PAES).

No presente estudo concentramo-nos no caso específico do Município de Óbidos, mais precisamente nas Freguesias de Santa Maria e de São Pedro de Óbidos, zona histórica da Vila de Óbidos, e no subsector urbano dos edifícios municipais aí localizados.

O estudo tem dois objectivos:

1) situar a zona histórica da Vila de Óbitos no processo das cidades de baixo carbono.

Para este efeito são referidas a metas preconizadas pelo Pacto dos Autarcas, de que a Vila de Óbidos é signatária, e o estado do seu cumprimento no plano nacional e internacional; a Vila de Óbidos é caracterizada geográfica e administrativamente; são apresentados os resultados do inventário de emissões de CO2.

2) definir o âmbito do estudo e o modelo adequado e equacionar possíveis recomendações e cenários.

Para este efeito é fundamentada a opção de estudo das emissões de CO2 no subsector dos edifícios municipais localizados na zona histórica de Óbidos; é formulado o modelo de uso final, descritas as suas características e referidas as suas possíveis aplicações. 

•1.1    Pacto dos Autarcas

O Pacto dos Autarcas é um compromisso assumido por 2581 Autarcas de 29 países (28 europeus mais a Nova Zelândia). O Pacto enquadra a cooperação entre os actores (UE, países, cidades) das políticas de redução das emissões de GEE, nomeadamente de diminuição das emissões de CO2 (CM1, 2011). As cidades aderentes comprometem-se a reduzir em mais de 20% as suas emissões de CO2 até 2020, desenvolvendo um PAES.

No PAES os municípios devem indicar a forma como irão alcançar os seus objectivos de redução de CO2, estruturando as acções a empreender e formulando as medidas a adoptar de acordo com três pontos: 1) perspectiva a longo prazo e estratégia global; 2) resultados mais importantes do inventário de referência das emissões; 3) principais elementos do PAES.

Das 2581 cidades que assinaram o pacto, até hoje, apenas 430 (16,7%) entregaram o PAES na Comissão Europeia, e destas apenas 5 (0,002% do total) têm o plano aceite. Entre as cidades cujo plano foi aceite encontra-se uma cidade portuguesa - o Porto.

Na tabela 1 encontram-se as cidades com o PAES aprovado e a percentagem de redução de CO2 que o PAES assume. 

Tabela 1 - Redução de CO2 nas cidades com PAES aprovados

(Adaptado de Convenat of Mayors, 2011)

Cidade (País)

% redução de CO2

Porto (Portugal)

45

Genova (Itália)

23

Vitoria - Gasteiz  (Espanha)

26

Nitra (Eslováquia)

21

Växjö, (Suécia)

65

Das 59 cidades portuguesas que assinaram o Pacto dos Autarcas, 6 já apresentaram o PAES. Na tabela 2 encontram-se as cidades portuguesas que dispõem de PAES com dados relevantes do mesmo (CM2, 2011). Das cidades que entregaram o PAES, apenas a cidade do Porto tem o seu plano aceite pela Comissão Europeia. As restantes cinco cidades aguardam ainda a aprovação do PAES. 

Tabela 2 - Cidades Portuguesas com PAES

(Adaptado de Convenat of Mayors, 2011)

Cidades

Data de PAES

Nº de Habitantes

Área (Km2)

% de redução de CO2

Ano de referência

TCO2 (para o ano de referência)

Proposta de redução de CO2-2020 (tCO2/ano)

Lisboa

3 Dezembro 2008

479.884

84

20

2002

2.320.000

522.000

Vila Nova de Gaia

30 de Novembro 2009

312.742

170

25

1998

1.340.000

-

Oeiras

10 Fevereiro 2010

170.000

45,84

20

2006

742.049

148.410

Almada

1 Março 2011

165.991

71

22

2006

361.612

299.871

Cascais

20 Setembro 2010

188.244

97

20

2005

949.464

 

189.893

 

Porto

26 Outubro 2010

238.954

42

45

2004

1.376.300

625.340

O primeiro passo na preparação do PAES consiste na escolha do ano base. Para o ano base escolhido os municípios deverão elaborar o inventário de emissões de CO2 relativo a esse ano. Se possível deverá ser adoptado o ano de 1990, ano base estabelecido no Protocolo de Quioto. Mas as cidades podem adoptar um ano base posterior. A escolha do ano base depende sobretudo dos dados que a cidade tem disponíveis para serem tratados. Nos casos em que a autarquia não disponha de dados fiáveis, que lhe permita conhecer de forma satisfatória as emissões de CO2, deverá ser escolhido um ano posterior a 1990 que seja, simultaneamente, o ano mais próximo do ano em que podem ser recolhidos os dados mais completos e fiáveis.

O ano base serve de referencial para comparar as taxas de redução das emissões de CO2 na EU, nomeadamente entre as cidades que assinaram o Pacto dos Autarcas. 

1.2 Vila de Óbidos

O nome "Óbidos" deriva da palavra latina "oppidum" que significa "fortaleza" ou "cidade fortificada".

A nível nacional o Município de Óbidos abrange uma área de 142,0 km² e localiza-se na sub-região Oeste do Distrito de Leiria, delimitada a nordeste e a leste pelo município das Caldas da Rainha, a sul pelo município do Bombarral, a sudoeste pelo município da Lourinhã, a oeste pelo município de Peniche e a noroeste tem uma costa banhada pelo Oceano Atlântico. 

O Município de Óbitos tem uma população de 11 377 habitantes (Censos de 2006). O município encontra-se subdividido em 9 freguesias caracterizadas na tabela.

Área Geográfica (km2)

Área Geográfica

(Km2)*

População

Residente

População

Residente por Sector Económico*

População

Residente*

Primário

Secundário

Terciário

Sem Actividade

Económico*

Concelho

142,0

11377

842

1566

2334

5220

Freguesias

A - dos - Negros

16,82

1493

102

267

276

825

Amoreira

19,39

985

47

159

203

559

Olho Marino

18,32

1258

186

127

209

697

Óbidos (Santa Maria)

22,13

1788

90

284

435

936

Óbidos (S. Pedro)

10.41

1280

98

123

374

657

Sobral da Lagoa

4.88

420

42

73

49

249

Vau

32.90

875

145

125

105

495

Gaeira

10.20

1858

27

337

522

934

Usseira

7.12

918

105

71

161

565

(Adaptado de ANMP, 2011)

(* População Residente sem Actividade Económica corresponde à população Reformada; à procura do 1º emprego; Procura de Novo Emprego e outras, adaptado de http://www.cm-obidos.pt)  

A zona histórica de Óbidos é constituída por duas freguesias, Santa Maria de Óbidos e São Pedro de Óbidos, e encontra-se disposta numa colina cercada por uma muralha. Esta zona estende-se por uma área de 32,54 km ² com uma população de 3068 habitantes (Censos, 2006). 

  • 1.3 Vila de Óbidos e as emissões de CO2
  • 1.3.1 Programa "Óbidos Carbono Social"

O programa "Óbidos Carbono Social" teve início em 7 de Novembro de 2007. O seu objectivo é reduzir as emissões de GEE em 40%, até 2020, ou seja, o dobro do estabelecido pela União Europeia.

A linha de base, que irá permitir avaliar a quantidade de emissões de dióxido de carbono (CO2) e o impacto de medidas na redução de CO2, foi construída entre Abril de 2006 a Abril de 2007. Em 25 de Junho de 2010 a Vila de Óbidos assinou o Pacto dos Autarcas. O PAES encontra-se ainda em elaboração.

  • 1.3.2 Inventário das emissões de CO2

O Município de Óbidos realizou um estudo (dados fornecidos pela Divisão do Ambiente da Câmara Municipal de Óbidos) com vista ao inventário de emissões de GEE no Concelho de Óbidos e a definição da linha estratégica para o combate às alterações climáticas. Foi considerado como referência o período de Abril de 2006 a Abril de 2007. O estudo identificou as principais fontes emissoras e calculou as respectivas emissões de GEE em toneladas de CO2 equivalente, conforme descrito na tabela. 

Tabela - Emissões de CO2e por fonte emissora

Fontes

CO2e em toneladas

Consumo de Electricidade

24821,42

Consumo de Combustíveis

34685,77

Consumo de fertilizantes

113,86524

Resíduos (produção de biogás)

52347,42

Total

111968,47

O sequestro de emissões foi calculado tendo em conta a mancha florestal do Concelho de Óbidos. Obteve-se como resultado para as florestas e áreas de reflorestação o valor de 15295,68 ton. CO2e

A partir deste valor e do total das emissões obtido anteriormente determinou-se o balanço total das emissões de CO2 que ascende a 96672,79 t CO2e.

Após elaboração da linha base foi definido um plano de acção que inclui um conjunto de medidas com vista à redução das emissões de GEE do Concelho. Para a estimativa de redução de emissões expectável foi igualmente aplicado um conjunto de metodologias aprovadas pela Convenção Quadro das Nações Unidas para o Combate às Alterações Climáticas, adaptado especificamente para cada tipologia de acção.  

2. Metodologia

2.1 Âmbito do Estudo

a) Emissões de CO2

O CO2 é o gás que mais contribui para o efeito de estufa (IPCC, 2007). A redução das emissões de CO2 tem assim uma importância crucial no combate às alterações climáticas. No caso das cidades a redução de CO2 é o elemento chave para as tornar cidades de baixo carbono. Por esta razão este estudo concentra-se nas emissões de CO2.  

b) Zona urbana

As cidades são as grandes responsáveis pelo aumento do consumo de energia e de emissões de CO2. Por isso este estudo concentra-se na área urbana.

Para o cálculo das emissões de CO2 é usual considerarem-se dois grandes sectores:

Sector 1 Edifícios, equipamentos/instalações e indústrias;

Sector 2 Transportes.

Neste estudo apenas nos interessa o sector 1 que se subdivide em cinco subsectores:

  • - edifícios, equipamentos/instalações municipais;
  • - edifícios, equipamentos/instalações comerciais (não municipais);
  • - edifícios residenciais;
  • - iluminação pública municipal;
  • - indústria.

O estudo é focado no subsector dos edifícios, equipamentos/instalações municipais, situados na zona histórica do Município de Óbidos.

  • 2.2 Modelo

No essencial existem dois tipos de modelos: modelos econométricos e modelos de uso final. Os modelos econométricos consideram explicitamente as interrelações entre o sector energético e o resto da economia permitindo uma análise macroeconómica. Estes modelos utilizam dados agregados e permitem calcular o melhor mix energético do ponto de vista económico.

Para o estudo das emissões de CO2 no subsector dos edifícios, equipamentos/instalações municipais situados na zona histórica do Município de Óbidos, adoptou-se um modelo de uso final (Swisher, Jannuzzi & Redlinger, 1997 p. 29). Os modelos deste tipo partem de uma caracterização tanto quanto possível exaustiva das utilizações homogéneas de energia que, depois de agregadas, permitem apurar um valor global para o subsector. Este modelo é também designado modelo "bottom up", em oposição aos modelos que partem de uma caracterização mais agregada, a partir de variáveis macroeconómicas, também designados modelos "top down" ou modelos econométricos.

Na tabela apresentamos os parâmetros necessários para calcular o consumo energético para cada edifício municipal. 

Tabela - Informação requerida para o modelo de uso final no subsector edifícios municipais

Indicadores

Uso final

Equipamentos

  • Área útil total ou área per capita
  • Energia específica por área
  • Número de edifícios

 

Opcional:

  • Período de construção
  • Tipo de edifício

 

  • Iluminação

 

  • Lâmpada incandescente
  • Lâmpada fluorescente longa
  • Lâmpada fluorescente compacta
  • Lâmpada halogénia
  • Lâmpada de presença
  • Outras
  • Climatização

 

  • Ar condicionado
  • Ventoinha
  • Aquecedor eléctrico
  • Aquecedor a óleo
  • Aquecimento central
  • Refrigeração
  • Frigorífico
  • Arca frigorífica
  • Aquecimento de água
  • Eléctrico
  • gás
  • Outros
  • Computadores
  • Impressora
  • Fax
  • Fotocopiadora
  • Outros

O consumo energético é o produto de dois factores: nível de actividade do subsector energético e da intensidade energética (energia necessária por unidade de serviço energético). O consumo total dependerá da estrutura do subsector energético, i.e. da desagregação em serviços e respectivas intensidades energéticas, e é calculado de acordo com a fórmula seguinte: 

Qi = quantidade do serviço energético i

Ii = intensidade energética para cada uso final i

A = área útil total do edifício

Pi = percentagem de A servida pelo uso final i

Mi = frequência do uso da energia do equipamento i  

Depois de obtido o consumo energético E, o cálculo das emissões de CO2 é feito de acordo com a fórmula seguinte: 

onde 

Cf  = coeficiente de emissão (tabela) 

Na tabela indica-se o coeficiente de emissão para o ano de 2007, ano de estudo dos dados fornecidos pelo Município de Óbidos. 

Tabela 6 - Coeficiente de emissão para o consumo de electricidade para Portugal

(adaptado de APA, 2007)

Coeficiente de emissão standard (tCO2/MWh)

Coeficiente de emissão

(tCO2-eq/MWh)

0.369

0.750

Na tabela identifica-se a conversão dos GEE em unidades equivalentes de CO2 com base nos valores de GWP (Global Warming Potential). 

Tabela - Conversão dos gases CH4 e N2O em CO2-unidades equivalentes

(adaptado de IPCC, 2007)

Massa do GEE em t de composto

Massa do GEE em t CO2-equivalente

1t CO2

1 t CO2-eq

1t CH4

21 t CO2-eq

1t N2O

310 t CO2-eq

3. Conclusão

  • O modelo proposto, aplicado à Vila de Óbidos, permitirá elaborar cenários e projectar no tempo o consumo de energia e, consequentemente, as emissões de CO2.
  • Os dados deverão contribuir para delinear estratégias de redução das emissões de GEE e para formular recomendações neste sentido.
  • Os cenários, que correspondem a hipóteses plausíveis do desenvolvimento energético futuro, poderão contribuir para a elaboração do PAES da Vila de Óbidos.  

Referências:

  • ANMP (2011). Acedido em 16 de Maio de Associação Nacional de Municípios Portugueses.CC- Climate Cange 1995: Economic and Social Dimensions of Climate Change, 1996,  J. Bruce, H. Lee and E. Haites (eds) CUP
  • Convenant of Mayors (2011). Acedido a 9 de Maio de Convenat of Mayors 
  • Environmental Integrity Group (EIG): Republic of Korea, Liechtenstein, Mexico, Monaco and Switzerland Submission to the UNFCCC / 8 October 2009
  • European Energy Award (2007). Balance-globally, evaluate locally. Intelligent Energy Europe
  • Fong, W.K., Matsumoto, H., Lun, Y.F. and Kimura, R. (2007a). System dynamic model for the prediction of urban energy consumption trends. Proceeding I of the 6th International Conference on Indoor Air Quality, Ventilation & Energy Conservation in Buildings (IAQVEC 2007), 762-769, Sendai, Japan, October 28-31, 2007.
  • IGES (2004). Urban energy use and greenhouse gas emission in Asian mega cities: Policies for a sustainable future. Kanagawa: Institute of Global Environmental Strategies.
  • IPCC, 2007. Contribuition of working group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change . Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds) Cambridge university Press, Cambridge, United kingdom and New York , NT, USA 996pp.
  • Swisher, J., Jannuzzi, G. & Redlinger, R. (1997). Integrated Resourse Planning. UNEP