Ambiente & Energia

Estatísticas EnergéticasValentim M B Nunes

Unidade Departamental de Engenharias

Instituto Politécnico de Tomar, Março, 2012

Energia

Central Termoeléctrica do Pego

A Energia é um recurso vital em qualquer sociedade moderna: tal como a comida a energia tem de ser armazenada e transportada do tempo e lugar onde está disponível para onde vai ser usada.

Os combustíveis fósseis e nucleares, que armazenam energia na forma química ou nuclear são a forma mais comum de armazenar e transportar energia.

Sala das máquinas: ebulidor, turbinas, condensador

Torres de refrigeração

Linhas de transmissão (alta voltagem)

Energia renovável

Barragem do Castelo de Bode

As fontes de energia renovável são de várias formas: turbinas eólicas, energia das ondas, energia solar e sistemas hídricos ou mini hídricos (barragens) são alguns exemplos.

Água armazenada

Casa das máquinas

Linhas de transmissão (alta voltagem)

3 unidades ou grupos deprodução, com potênciaunitária nominal de 392 MW.A tecnologia de ciclocombinado permite alcançarnesta central um rendimentode conversão energéticasuperior a 57.5 % e comparamuito favoravelmente com os36% de uma central a carvãocomo a de Sines ou Pego.

A Central Termoeléctrica do Ribatejo:

Estas unidades modernas são bastante complexas, e são projectadas para alcançar máxima eficiência térmica. Mas a combustão de combustíveis fósseis dá origem poluentes sólidos e gasosos, como COx, SOx, NOx, vapores metálicos, cinzas, etc.. Para remover estes poluentes são necessários equipamentos caros como “scrubbers”, precipitadores electrostáticos, etc, que encarecem o preço da electricidade.

Barragem da Aguieira

Nuclear sim ou não?

As centrais nucleares utilizam um ciclo a vapor para produzir energia mecânica, mas o vapor para alimentar a turbina é gerado por transferência de calor de um fluido quente que passa através do reactor nuclear, ou contacta directamente com o combustível do reactor. A principal desvantagem de uma central nuclear, que não emite poluentes para o ar, é a dificuldade em assegurar que a imensa radioactividade gerada nunca escapa por acidente.

Ao longo do tempo…..

Sociedades agrícolas: Energia Solar

1as Civilizações: Energia hidráulica

Crescimento da Europa: Canais/Barragens/Moinhos(energia eólica)

Modernidade: Energia química/mecânica

Revolução Industrial: Carvão/vapor

Século XX : electricidade, petróleo, nuclear

Século XXI: Fusão termonuclear controlada?

Fontes de Energia à escala global

1 Q = 1x1015 Btu = 1.055x1018 J = 2.9307x1011 kWh

Consumo global de electricidadeA electricidade é uma forma de energia secundária, gerada a partir de fontes primárias (fósseis, nuclear, hidroeléctrica, geotérmica e outras fontes renováveis)

Energia Final

Fornecimento global de energia

Reservas fósseis mundiais

Combustível Reservas (Q)

Consumo (Q/y) - 1995

Crescimento de consumo / ao ano

Tempo de vida/anos

Tempo de vida c/ crescimento

Carvão 24000 93 0.8% 258 140

Petróleo 9280 141 1.1% 66 50

Gás 6966 78 2.5% 90 50

* Por explorar estão as imensas reservas de hidratos de metano no fundo dos oceanos, mas os quais ainda não existe tecnologia.

Consumo e produção de energia: visãogeral

Consumo de energia em Portugal: transportes, industria e sector domestico

O protocolo de Kyoto e a factura energética

Combustíveis fosseis e fontes de energias não -renováveis: petróleo – carvão – gás natural vs renováveis

Evolução do Preço: combustíveis

Estrutura de preços - 2011

Renováveis

O total de energia eléctrica produzida é corrigido com o Índice de Produtibilidade Hidroeléctrica (IPH) para efeitos de comparação com meta estabelecida na Directiva 2001/77/CE

Problema 1.

As reservas mundiais de carvão são estimadas em 24000 Q. Qual o valor total em kJ? Qual será o tempo de vida destas reservas à taxa de consumo actual de 93 Q/ano e se o consumo aumentar r = 0.5, 0.8 ou 1% ao ano? O tempo de vida pode ser calculado através de onde r é a taxa de crescimento do consumo, QT são as

reservas totais e Q0 é o consumo actual.

1ln

0

1

Q

QrrT T

Produção de Energia Eléctrica a partir de fontes renováveis ( GWh)

Hídrica > 10MW Hídrica < 10MW Biomassa Eólica Geotérmica Fotovoltaica Total RENOVÁVEIS Energia Eléctrica TOTAL

1995 7.962 492 988 16 42 1 9.501 33.264

1996 14.207 658 959 21 49 1 15.895 34.520

1997 12.537 638 1.036 38 51 1 14.301 34.207

1998 12.488 566 1.022 89 58 1 14.224 38.984

1999 7.042 589 1.237 122 80 1 9.071 43.287

2000 11.040 675 1.554 168 80 1 13.518 43.764

2001 13.605 770 1.600 256 105 2 16.338 46.509

2002 7.551 706 1.732 362 96 2 10.449 46.107

2003 15.163 891 1.663 496 90 3 18.306 46.852

2004 9.570 577 1.797 816 84 3 12.847 45.105

2005 4.737 381 1.976 1.773 71 3 8.941 46.575

2006 10.633 834 2.001 2.925 85 5 16.483 49.041

2007 9.927 522 2.140 4.037 201 24 16.851 47.253

2008 6.780 516 2.133 5.757 192 41 15.419 45.969

2009 8108 901 2.376 7577 194 160 19.316 50.207

Problema 2.

O quadro abaixo mostra a situação da produção de energia eléctrica a partir de fontes renováveis até 2009. i) a partir dos dados estime a produção em 2020 a partir das várias fontes; ii) Calcule a % de produção de cada umas das fontes e para cada ano e trace o cenário de evolução em Portugal.

Bibliografia/webgrafia

Fay, J., Golomb, D.S., Energy and the Environment, Oxford University Press and Open University, Oxford, UK, 2004

http://www.minerva.uevora.pt/odimeteosol/energias.htm

http://www.dgge.pt