::..:: ::. brain.:: balanço energético das principais tecnologias com incidência no sector...

45
: : :. :. BRAIN .: .: : : Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião # 2 Reunião intercalar da fase 1 22 Abril 2010 ISE L Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

Upload: internet

Post on 22-Apr-2015

121 views

Category:

Documents


17 download

TRANSCRIPT

Page 1: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

:::.:. BRAIN .:.:::

Balanço Energético das Principais Tecnologias

com Incidência no Sector Energético

Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais

Reunião # 2

Reunião intercalar da fase 1

22 Abril 2010

ISEL

Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

Page 2: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

2

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Enquadramento

Análise bibliográfica

Unidades funcionais

Valores reportados

Temas para análise

Próximos passos

Referências bibliográficas

AgendaAgendaFase 1 – Reunião intercalar

Page 3: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

3

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

EnquadramentoEnquadramentoObjectivos (1/2)

• O projecto :::.:. BRAIN .:.:: : tem como objectivo central a determinação do

retorno energético de diversos sistemas de energia relevantes em

função da energia dispendida (investida) ao longo de todo o seu ciclo de

vida, desde a extracção das matérias primas e transformação dos recursos

naturais, até à sua deposição final na Natureza.

• Concretiza-se com a aplicação do conceito de ERoEI - Energy Returned on

Energy Invested como medida mais fidedigna da eficiência global de um

sistema.

• O projecto inclui a análise dos sistemas de obtenção de energias primárias

(carvão, gás, petróleo e etanol), das tecnologias de produção de energia

eléctrica (carvão, CCGT, nuclear, hídrica, eólica, solar fotovoltaica e solar

termoeléctrica) e de diversas soluções de mobilidade (veículos eléctricos,

híbridos, gasolina/gasóleo e etanol).

Page 4: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

4

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

• Para além do inicialmente proposto foi ainda incluído, na sequência da

reunião de kick-off de 30/03/2010, a análise dos sistemas de produção de

energia eléctrica a partir de energia solar termoeléctrica e das emissões

dos diversos sistemas numa perspectiva análoga à utilizada para a

determinação do ERoEI.

• No que respeita aos sistemas de mobilidade importa explicitar que o

presente projecto não contempla a análise de transportes públicos, sistemas

de GPL, GNC, biodiesel e hidrogénio.

EnquadramentoEnquadramentoObjectivos (2/2)

Page 5: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

5

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Energias Primárias Energia Eléctrica MobilidadeCarvão

Gás

Petróleo

Etanol

Nuclear

Carvão

CCGT

Eóllica Solar (TE e PV)

Hídrica

Eléctrico

Híbrido

Gasolina / Gasóleo

Etanol

EnquadramentoEnquadramentoSistemas energéticos em análise

Page 6: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

6

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

EnquadramentoEnquadramentoFases do projecto

Page 7: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

7

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

EnquadramentoEnquadramentoCronograma

ReuniãoFinal

Reunião#5

Reunião#4

Reunião#3

Reunião#2

Abril Maio Junho Julho

ReuniãoKick-off

Relatório

Final

Fase 1

Fase 3

Relatório

Fase 1

Fase 2

Relatório

Fase 2

Reunião#2

30/03/2010 22/04/2010

Page 8: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

8

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

EnquadramentoEnquadramentoFase 1

Objectivos

Nesta fase será efectuada a identificação, análise e síntese dos principais estudos

realizados a nível internacional no domínio do balanço energético das tecnologias

energéticas. Como resultado, pretendem-se identificar as metodologias subjacentes à

avaliação do balanço energético, os seus principais pressupostos, as unidades funcionais

mais relevantes e os valores reportados. A partir destes elementos será possível indicar os

valores do balanço energético das principais tecnologias constantes nos referidos estudos e

relacionar os valores reportados com os pressupostos efectuados, relação essa que servirá

de base ao desenvolvimento do modelo de extrapolação a realizar na fase seguinte.

Resultados: 1 relatório de fase e 3 reuniões.

Prazo: 6 semanas (30/03 a 11/05).

1 – Análise de estudos internacionais

Page 9: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

9

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

AgendaAgendaFase 1 – Reunião intercalar

Enquadramento

Análise bibliográfica

Unidades funcionais

Valores reportados

Temas para análise

Próximos passos

Referências bibliográficas

Page 10: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

10

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Análise bibliográficaAnálise bibliográficaEnquadramento

• A fase 1 do projecto :::.:. BRAIN .:.:: : consiste na análise de estudos

internacionais no domínio do balanço energético e ambiental dos diversos

sistemas em estudo.

• Neste sentido foram identificados, obtidos e classificados cerca de 50

documentos que reportam processos, metodologias, pressupostos e valores

obtidos relativos aos sistemas de obtenção de energias primárias, produção

de energia eléctrica e de mobilidade.

Page 11: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

11

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Análise bibliográficaAnálise bibliográficaEnergias primárias

Energias Primárias

Descrição do Processo

Pressupostos e Metodologia

Valores Reportados

Unidades Funcionais

Diversos

Carvão 13 13 1, 5, 7

1, 7, 9, 13, 441, 2, 3, 4, 6, 8, 9,

35, 44, 46, 47, 49, 50

Gás 13 1, 13 1, 5, 7, 11

Petróleo 44 1, 44 1, 5, 7, 11

Etanol 4435, 44, 46, 47,

48, 491, 5, 14, 35, 44, 46, 47, 48, 49

Page 12: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

12

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Análise bibliográficaAnálise bibliográficaEnergias primárias

Energias Primárias

Descrição do Processo

Pressupostos e Metodologia

Valores Reportados

Unidades Funcionais

Diversos

Carvão (+) (+) (+)

(++) (++)Gás (+) (+) (+)

Petróleo (+) (+) (+)

Etanol (+) (++) (++)

Page 13: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

13

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Análise bibliográficaAnálise bibliográficaEnergia eléctrica

Energia Eléctrica

Descrição do Processo

Pressupostos e Metodologia

Valores Reportados

Unidades Funcionais

Diversos

Carvão 13 135, 10, 12, 13, 22,

23

7, 13, 21, 22, 25, 31

5, 10, 12, 13, 16, 20, 21, 22, 23,

24, 25, 26, 27, 31

CCGT 13, 25 13, 2510, 12, 13, 22,

23, 25

Nuclear 10, 13, 22, 26 10, 13, 22 5, 10, 12, 13, 22

Hídrica 13, 26 13 5, 10, 12, 13, 22

Eólica 13 13, 21 10, 12, 13, 21, 22

Fotovoltaica 25 255, 10, 12, 13, 22,

25

Solar termoeléctrica

5, 10, 13

Page 14: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

14

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Análise bibliográficaAnálise bibliográficaEnergia eléctrica

Energia Eléctrica

Descrição do Processo

Pressupostos e Metodologia

Valores Reportados

Unidades Funcionais

Diversos

Carvão (+) (+) (++)

(++) (++)

CCGT (+) (+) (++)

Nuclear (++) (++) (++)

Hídrica (+) (+) (++)

Eólica (+) (+) (++)

Fotovoltaica (+) (+) (++)

Solar termoeléctrica

(-) (-) (+)

Page 15: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

15

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Análise bibliográficaAnálise bibliográficaMobilidade

Mobilidade

Descrição do Processo

Pressupostos e Metodologia

Valores Reportados

Unidades Funcionais

Diversos

Eléctrico 19 19, 45 12, 19, 45

12, 18, 19, 36, 38, 39

18, 19, 36, 37, 39, 40, 43

Híbrido Eléct. 19 19, 45 17, 19, 45

Gasolina/Gasól. 39, 40, 43, 45 18, 39, 40, 43, 4512, 18, 36, 37,

39, 40, 42, 43, 45

Etanol 39, 40, 43, 35 18, 35, 39, 40, 4312, 18, 35,36, 37,

39, 40, 42, 43

Page 16: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

16

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Análise bibliográficaAnálise bibliográficaMobilidade

Mobilidade

Descrição do Processo

Pressupostos e Metodologia

Valores Reportados

Unidades Funcionais

Diversos

Eléctrico (+) (+) (+)

(++) (++)Híbrido Eléct. (+) (+) (+)

Gasolina/Gasól. (++) (++) (++)

Etanol (++) (++) (++)

Page 17: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

17

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Análise bibliográficaAnálise bibliográficaBalanço

• A classificação efectuada permite concluir que o conjunto dos estudos

referenciados cobrem de forma satisfatória os aspectos em estudo, em

particular no que concerne à apresentação de valores de balanço energético

dos diversos sistemas.

• Existe informação relevante relativa às emissões de CO2 pelo que parece

viável a abordagem deste domínio no estudo.

• Só um conjunto muito limitado de estudos apresentam os pressupostos e a

metodologia utilizada (nomeadamente o LCI da LCA) para as energias

primárias e tecnologias de produção de energia eléctrica.

• Para certos sistemas existem dúvidas quanto à adaptabilidade dos valores

reportados a outros contextos, devido à profundidade e ao enquadramento em

que são efectuados (p.e. estudos LCA sobre o solar termoeléctrica e a maioria

dos estudos sobre mobilidade é centrada em casos americanos).

Page 18: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

18

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

AgendaAgendaFase 1 – Reunião intercalar

Enquadramento

Análise bibliográfica

Unidades funcionais

Valores reportados

Temas para análise

Próximos passos

Referências bibliográficas

Page 19: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

19

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Wfuel : Energia química potencial

Wind f : Energia consumida na prospecção, exploração, transporte

eind f : Emissões relativas à prospecção, exploração, transporte

Unidades funcionaisUnidades funcionaisEnergias primárias (1/2)

Variáveis para a construção das unidades funcionais

Page 20: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

20

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Unidades funcionaisUnidades funcionaisEnergias primárias (2/2)

1. Retorno Energético (ERoEI ou EPR - Energy Payback Ratio)1. Retorno Energético (ERoEI ou EPR - Energy Payback Ratio)

f ind

fuelW

WERoEI

2. Emissões Específicas (Specific Emissions)2. Emissões Específicas (Specific Emissions)

fuel

f indW

eee

Page 21: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

21

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Wel : Energia eléctrica produzida

Wfuel : Energia directamente consumida (operação)

Wind e : Energia consumida indirectamente (materiais, construção,

operação, manutenção e desclassificação)

efuel : Emissões directas da combustão de energia primária

(operação)

eind e : Emissões indirectas (construção, O&M e desclassificação)

A : Área ocupada pela instalação (directa e indirecta)

T : Tempo de vida útil da instalação

Unidades funcionaisUnidades funcionaisEnergia eléctrica (1/3)

Variáveis para a construção das unidades funcionais

Page 22: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

22

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Unidades funcionaisUnidades funcionaisEnergia eléctrica (2/3)

1. Rendimento (Efficiency)1. Rendimento (Efficiency)

fuelW

Welη

2. Rendimento ACV (Efficiency LCA)2. Rendimento ACV (Efficiency LCA)

e indf indfuel WWW

WelLCA

η

3. Retorno Energético (ERoEI ou EPR - Energy Payback Ratio)3. Retorno Energético (ERoEI ou EPR - Energy Payback Ratio)

f inde inde ind WW

WERoEI

W

WERoEI elel

ou

Page 23: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

23

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Unidades funcionaisUnidades funcionaisEnergia eléctrica (3/3)

4. Emissões Específicas (Specific Emissions)4. Emissões Específicas (Specific Emissions)

5. Emissões Específicas ACV (Specific Emissions LCA)5. Emissões Específicas ACV (Specific Emissions LCA)

6. Ocupação da Terra (Land Use)6. Ocupação da Terra (Land Use)

elW

eee fuel

el

TAW

LU

elLCA W

eeeee e indf indfuel

Page 24: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

24

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Unidades funcionaisUnidades funcionaisMobilidade

Produção

Utilização

Fim de Vida

Veículo

Energia Produção e Fim Vida

Distância total percorrida

Energia total Utilização

Distância total percorrida

Variáveis para a construção das unidades funcionais

Page 25: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

25

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Unidades funcionaisUnidades funcionaisMobilidade

Energia Produção e Fim Vida

Distância total percorrida

Distância total percorrida

kWh km

Veículo

kWh kWh

km kWh

Unidades Funcionais

Energia total Utilização

Page 26: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

26

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

AgendaAgendaFase 1 – Reunião intercalar

Enquadramento

Análise bibliográfica

Unidades funcionais

Valores reportados

Temas para análise

Próximos passos

Referências bibliográficas

Page 27: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

27

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Valores reportadosValores reportadosEnergias primárias

Ref.Ref.Carvão Gás Petróleo Etanol

Valor Unidade Valor Unidade Valor Unidade Valor Unidade

[1], [5], [7] 30-80 ERoEI

[50] 50-240kg CO2/

ton

[5], [7], [11] 12-23 ERoEI

[44] 44.8-47 MJ/kg

[44]e: 57-101

t: 17-78g CO2/kg

[35], [47],

[48], [49]0.79-1.93 ERoEI

[14], [46], [47] 12.4-119 g CO2/MJ

Page 28: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

28

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Valores reportadosValores reportadosEnergia eléctrica (1/2)

Ref.Ref.Carvão CCGT Nuclear

Valor Unidade Valor Unidade Valor Unidade

[5] 2.5-9.0 ERoEI 4 ERoEI

[10] 7-34 ERoEI5.6-6 (LNG)

5-26 (Pip)ERoEI

43-59 (cent)

10.5-24 (dif)ERoEI

[12] 5-7 ERoEI 5 (Pip) ERoEI 16 ERoEI

[13] 6 ERoEI 21 (LNG) ERoEI 24 ERoEI

[22] 2.48 – 4.06 kWhth / kWhel 2.20-2.57kWhth / kWhel

0.16-0.40kWhth / kWhel

[23] 12.575 kJ/kWh 8,377 kJ/kWh

[25] 4.1 ERoEI

Resumo 5-34 ERoEI 4.1-26 ERoEI 4-59 ERoEI

Page 29: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

29

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Valores reportadosValores reportadosEnergia eléctrica (2/2)

Ref.Ref.Hídrica Eólica Fotovoltaica

Solar Térmica

Valor Unidade Valor Unidade Valor Unidade Valor Unidade

[5] 11.2 ERoEI 1.7-10.0 ERoEI 2.0-4.2 ERoEI

[10] 43-205 ERoEI 6-80 ERoEI 3.7-12 ERoEI 10.6 ERoEI

[12] 205-267 ERoEI 80 ERoEI 9 ERoEI

[13] 50 ERoEI 6 ERoEI 5-9 ERoEI 5 ERoEI

[21]0.014 –

0.15kWhin / kWhel

[22]0.020-0.137

kWhth / kWhel

0.041-0.12

kWhth / kWhel

0.16-0.67kWhth / kWhel

[25] 5.7

Resumo 11.2-267 ERoEI 6-80 ERoEI 3.7-12 ERoEI 2-10.6 ERoEI

Page 30: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

30

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Valores reportadosValores reportadosMobilidade

Ref.Ref.Eléctrico

Híbrido Eléctrico

Gasolina/Gasóleo

Etanol

Valor Unidade Valor Unidade Valor Unidade Valor Unidade

[12] 80.8 % (eff.) 20.7 % (eff.)

[45] 40-101 MJ/kg37-112

36-109MJ/kg

36-114

36-110MJ/kg 36-114 MJ/kg

[45] 2.85-6.85kg CO2/

kg

2.57-7.41

2.57-7.26

kg CO2/

kg

2.53-7.63

2.49-7.30

kg CO2/

kg2.53-7.63

kg CO2/

kg

[36] 33-219 MJ/kg 33-219 MJ/kg

[36] 3.33-7.92kg CO2/

kg3.33-7.92

kg CO2/

kg

[39] 17.4-22.1 MJ/kg 17.4-22.1 MJ/kg

[39] 2.22-3.50kg CO2/

kg2.22-3.50

kg CO2/

kg

[40] 17.04 MJ/kg 17.04 MJ/kg

[40] 0.86kg CO2/

kg0.86

kg CO2/

kg

Page 31: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

31

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

AgendaAgendaFase 1 – Reunião intercalar

Enquadramento

Análise bibliográfica

Unidades funcionais

Valores reportados

Temas para análise

Próximos passos

Referências bibliográficas

Page 32: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

32

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

1. Qualidade de energia (diferenciar os diversos tipos de energia).

2. Taxa de desconto intertemporal para a energia (progresso tecnológico).

3. Possível metodologia baseada no LCA (em particular no LCI da referência

[13]) associada aos valores de emergy (caso se obtenham valores firmes

para todos os elementos relevantes).

4. Criar sub-categorias em certas tecnologias para diminuir a gama de

variação do ERoEI (p.e. Nuclear com enriquecimento por difusão e

centrifugação, CCGT com gás de gasoduto ou LNG).

Temas para análiseTemas para análise

Page 33: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

33

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Temas para análiseTemas para análiseTaxa de desconto intertemporal

De acordo com diversas fontes, entre elas referências à norma ISO 14040, a análise de

ciclo de vida não contempla o desconto intertemporal dos valores futuros de

energia e emissões

Page 34: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

34

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Temas para análiseTemas para análiseMetodologia LCA & emergy

Uma possível metodologia consiste na conjugação dos valores obtidos no inventário da

ACV para diversas tecnologias de produção de energia eléctrica [13] com os valores da

energia contida em cada elemento (caso se consiga obter os valores apropriados)

LCALCA EmergyEmergy

Page 35: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

35

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

AgendaAgendaFase 1 – Reunião intercalar

Enquadramento

Análise bibliográfica

Unidades funcionais

Valores reportados

Temas para análise

Próximos passos

Referências bibliográficas

Page 36: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

36

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

• Selecção, análise e síntese dos principais estudos realizados a nível

internacional no domínio do balanço energético das tecnologias energéticas

em apreço.

• Descrição sumária dos processos envolvidos em cada sistema energético.

• Entendimento das metodologias subjacentes à avaliação do balanço energético

e os seus principais pressupostos.

• Identificação das unidades funcionais mais relevantes utilizadas em cada

contexto.

• Resumo e categorização dos resultados reportados nos diversos estudos.

Próximos passosPróximos passosIdentificados na reunião #1

Page 37: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

37

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Próximos passosPróximos passosPara conclusão da fase 1

• Acesso aos relatórios sobre veículos eléctricos e artigo sobre taxa desconto

• Conclusão da análise bibliográfica em curso.

• Descrição dos processos energéticos envolvidos em cada tecnologia.

• Identificação dos pressupostos e metodologias utilizados em cada estudo e

definição das abordagens possíveis para o estabelecimento do modelo ERoEI (a

realizar na fase 2).

• Sistematização dos valores reportados.

• Elaboração do relatório da fase 1.

• Próxima reunião: 12 de Maio de 2010 | 10h00 | EDP

Page 38: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

38

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

AgendaAgendaFase 1 – Reunião intercalar

Enquadramento

Análise bibliográfica

Unidades funcionais

Valores reportados

Temas para análise

Próximos passos

Referências bibliográficas

Page 39: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

39

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Referências BibliográficasReferências BibliográficasConsultadas na fase 1

[1] Cutler J. Cleveland, “Net energy from the extraction of oil and gas in the United States”, Energy, vol. 30, pp. 769-782, Apr. 2005.

[2] Cutler J. Cleveland, Robert K. Kaufmann and David I. Stern, “Aggregation and the role of energy in the economy”, Ecological Economics, vol. 32, pp. 301–317, Feb. 2000.

[3] Cutler J. Cleveland, “Energy quality and energy surplus in the extraction of fossil fuels in the U.S.”, Ecological Economics, vol. 6, pp. 139-162, Oct. 1992.

[4] Cutler J. Cleveland, “Energy Quality, Net Energy, and the Coming Energy Transition”, The Coming Global Oil Crisis, [online], Available: http://www.oilcrisis.com/Cleveland/EnergyQualityNetEnergyComingTransition.pdf.

[5] Cutler J. Cleveland, Robert Constanza, Charles A. S. Hall and Robert K. Kaufmann, “Energy and the US Economy: A Biophisical Perspective”, Science, vol. 225, pp. 890-897, Aug. 1984.

[6] Robert Constanza, “Value Theory and Energy”, C. Cleveland (Ed.), Encyclopedia of Energy. vol. 6, Elsevier, Amsterdam 2004.

[7] Charles A. S. Hall, Stephen Balogh and David J. R. Murphy, “What is the Minimum EROI that a Sustainable Society Must Have?”, Energies, vol. 2, pp. 25-47, Aug. 2009.

[8] Howard T. Odum, “Energy Evaluation”, [online], Available: http://www.emergysystems.org/emergy.php.

[9] Nate Hagens, “A Net Energy Parable: Why is ERoEI Important?”, [online], Available: http://www.theoildrum.com/story/2006/8/2/114144/2387.

[10] “Energy Analysis of Power Systems”, [online], Available: http://www.world-nuclear.org/info/inf11.html.

Page 40: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

40

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Referências BibliográficasReferências BibliográficasConsultadas na fase 1

[11] Nathan Gagnon, Charles A.S. Hall and Lysle Brinker, “A Preliminary Investigation of Energy Return on Energy Investment for Global Oil and Gas Production” Energies, 2, pp. 490-503, Jul. 2009.

[12] Luc Gagnon, ”Life cycle assessments confirm the need for Hydropower and Nuclear Energy”.

[13] “Environmental and Health Impacts of Electricity Generation: A Comparison of the Environmental Impacts of Hydropower with those of Other Generation Technologies”, IEA - International Energy Agency: Paris, June 2002.

[14] J. Whitaker, K. Ludley, S. Ryder, R. Rowe, J. Chapman, G. Taylor and D. Howard, “Good or bad bioenergy? The validity of comparing biomass and biofuels using life cycle assessment”, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, vol. 6, 2009.

[15] C. Strazza, A. Del Borghi, P. Costamagna, A. Traverso and M. Santin, “Comparative LCA of methanol-fuelled SOFCs as auxiliary power systems on-board ships”, Applied Energy, no. 87, pp. 1670–1678, May 2010.

[16] Anna Korre, Zhenggang Nie and Sevket Durucan, “Life cycle modelling of fossil fuel power generation with post-combustion CO2 capture”, International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 4, pp. 289–300, Mar. 2010.

[17] Kristien Clement-Nyns, Edwin Haesen and Johan Driesen, “The Impact of Charging Plug-In Hybrid Electric Vehicles on a Residential Distribution Grid”, IEEE Transactions On Power Systems, Vol. 25, No. 1, Feb. 2010.

[18] Xi Ji and G.Q. Chen, “Unified account of gas pollutants and greenhouse gas emissions: Chinese transportation 1978–2004”, Communications in Nonlinear Science ad Numerical Simulation, vol. 15, pp. 2710–2722, Sept. 2010.

Page 41: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

41

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Referências BibliográficasReferências BibliográficasConsultadas na fase 1

[19] J. Matheys, W. Van Autenboer and J. Van Mierlo, “SUBAT: Sustainable Batteries, Final Public Report - Work Package 5: Overall Assessment”, Vrije Universiteit Brussel, 2005.

[20] “Energy Balances and CO2 Implications”, [online], Available: http://www.world-nuclear.org/info/inf100.html.

[21] Manfred Lenzen and Jesper Munksgaard, “Energy and CO2 life-cycle analyses of wind turbines—review and applications”, Renewable Energy, vol. 26, pp. 339–362, Jul. 2002.

[22] M. Lenzen, “Life cycle energy and greenhouse gas emissions of nuclear energy: A review”, Energy Conversion and Management 49, 2178-2199, Nov. 2008.

[23] Margaret K. Mann and Pamela L. Spath, “A Summary of Life Cycle Assessment Studies Conducted on Biomass, Coal, and Natural Gas Systems”, Milestone Report for the U.S. Department of Energy’s Biomass Power, Program Systems Analysis Task, Sep. 2000.

[24] E. Bertel and P. Fraser, “Energy policy and externalities”, NEA News 2002 – No. 20.1, pp. 14-17, 2002.

[25] Paul J. Meier, “Life-Cycle Assessment of Electricity Generation Systems and Applications for Climate Change Policy Analysis”, Ph.D. dissertation, Fusion Technology Institute, University of Wisconsin, 2002.

[26] “Vattenfall’s Life Cycle Studies of Electricity”, Vattenfall AB and Explicare AB, Oct. 1999.

[27] Daniel Weisser, “A guide to life-cycle greenhouse gas (GHG) emissions from electric supply Technologies”, Energy, vol. 32, pp. 1543–1559, Sep. 2007.

[28] “Energy Balance analysis”, Wind energy – the facts, [online], Available: http://www.wind-energy-

the-facts.org/fr/environment/chapter-1-environmental-benefits/energy-balance-analysis.html.

Page 42: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

42

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Referências BibliográficasReferências BibliográficasConsultadas na fase 1

[29] Paul Breeze, “Power Generation Technologies”, Ed. Newnes: Oxford, 2005. [30] “Projected Costs of Generating Electricity – 2005 Update”, Nuclear Energy Agency and

International Energy Agency, Paris, 2005.

[31] Cutler J. Cleveland, “Ten fundamental principles of net energy”, The Encyclopedia of Earth, [online], Available: http://www.eoearth.org/article/Ten_fundamental_principles_of_net_energy.

[32] Robert Constanza and Cutler Cleveland, “ Net Energy/Full Cost Accounting: A Framework for Evaluating Energy Options and Climate Change Strategies”, National Leadership Summits for a Sustainable America, [online], Available: http://summits.ncat.org/docs/EROI.pdf.

[33] Scott Hoover, “Energy Balance of a Grassroots Biodiesel Production Facility”, Piedmont Biofuels, 2005, [online], Available: http://www.biofuels.coop/education/energy-balance/.

[34] Renewable Fuels Association, Resource Centre, Reports and Studies, [online], Available: http://www.ethanolrfa.org/resource/reports/.

[35] (S&T)2 Consultants Inc., “An examination of the potential for improving carbon/energy balance of Bioethanol”, IEA Task 39 Report T39-TR1, Feb. 2009.

[36] Xiaoyu Yan, “Energy demand and greenhouse gas emissions during the production of a passenger car in China”, Energy Conversion and Management, vol. 50 , pp. 2964–2966, Aug. 2009.

[37] Wulf-Peter Schmidt and Frank Butt, “Life Cycle Tools within Ford of Europe's Product Sustainability Index Case Study Ford S-MAX & Ford Galaxy”, International Journal Of Life Cycle Assessment, vol. 11; No. 5, pp 315-322, 2006.

Page 43: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

43

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Referências BibliográficasReferências BibliográficasConsultadas na fase 1

[38] Julien Matheys, Wout Van Autenboer, Jean-Marc Timmermans, Joeri Van Mierlo, Peter Van den Bossche and Gaston Maggetto, “Influence of Functional Unit on the Life Cycle Assessment of Traction Batteries”, International Journal Of Life Cycle Assessment, vol. 12; No.3, pp 191-196, 2007.

[39] Nada Zamel and Xianguo Li, “Life cycle comparison of fuel cell vehicles and internal combustion engine vehicles for Canada and the United States”, Journal of Power Sources, vol.162, pp. 1241–1253, Aug. 2006.

[40] Masataka Hakamada, Tetsuharu Furuta, Yasumasa Chino, Youqing Chen, Hiromu Kusuda and Mamoru Mabuchi, “Life cycle inventory study on magnesium alloy substitution in

vehicles”, Energy, vol. 32, pp. 1352–1360, 2006.

[41] Mikhail V. Chester, Arpad Horvath and Samer Madanat, “Comparison of life-cycle energy and emissions footprints of passenger transportation in metropolitan regions”, Atmospheric Environment, vol. 44, pp. 1071-1079, Mar. 2010.

[42] F. Stodolsky, A. Vyas, R. Cuenca and L. Gaines, “Life-Cycle Energy Savings Potential from Aluminum- Intensive Vehicles”, in Proc. of Total Life Cycle Conference & Exposition, Oct.

1995 (SAE, paper no. 951837).

[43] John L. Sullivan, Ronald L. Williams, Susan Yester, Elisa Cobas-Flores, Scott. T. Chubbs, Steven G. Hentges and Steven D. Pomper, “Life Cycle Inventory of a Generic U.S. Family Sedan-Overview of Results Uscar Amp Project”, Society of Automotive Engineering, paper no.982160, Nov. 1998.

[44] “Life Cycle Inventory of Biodiesel and Petroleum Diesel for Use in an Urban Bus – Final Report”, National Renewable Energy Laboratory, U.S. Department of Energy, Task no.BF886002, May 1998.

Page 44: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

44

ISEL

:::.:. BRAIN .:.::: Reunião # 2 | 22 Abril 2010

Referências BibliográficasReferências BibliográficasConsultadas na fase 1

[45] Malcolm A. Weiss, John B. Heywood, Elisabeth M. Drake, Andreas Schafer and Felix F. AuYeung, “ON THE ROAD IN 2020: A life-cycle analysis of new automobile technologies”, Energy Laboratory Report # MIT EL 00-003, Energy Laboratory, Massachusetts Institute of Technology, Oct. 2000

[46] Consuelo L.F. Pereira and Enrique Ortega, “Sustainability assessment of large-scale ethanol production from sugarcane”, Journal of Cleaner Production, vol. 18, pp. 77–82, Jan. 2010

[47] Seksan Papong and Pomthong Malakul, “Life-cycle energy and environmental analysis of bioethanol production from cassava in Thailand”, Bioresource Technology, Supplement Issue on Recent Developments of Biomass Conversion Technologies, vol. 101, pp. S112–S118, Jan. 2010

[48] Lin Luo, Ester van der Voet and Gjalt Huppes, “An energy analysis of ethanol from cellulosic feedstock–Corn stover”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 13, pp. 2003–2011, Oct. 2009

[49] Suiran Yu and Jing Tao, “Economic, energy and environmental evaluations of biomass-based fuel ethanol projects based on life cycle assessment and simulation”, Applied Energy, vol. 86, Supplement 1, pp. S178–S188, Nov. 2009

[50] “Environmental Inventories for Future Electricity Supply Systems for Switzerland”, Paul Scherrer Institute, Villigen, Feb. 1996

Page 45: ::..:: ::. BRAIN.:: Balanço Energético das Principais Tecnologias com Incidência no Sector Energético Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais Reunião

:::.:. BRAIN .:.:::

Balanço Energético das Principais Tecnologias

com Incidência no Sector Energético

Fase 1 – Análise de Estudos Internacionais

Reunião # 2

Reunião intercalar da fase 1

22 Abril 2010

ISEL

Instituto Superior de Engenharia de Lisboa