cenários da produção e consumo de energia no mundo, no brasil e na bahiua no século xxi

CENÁRIOS DA PRODUÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA NO MUNDO, NO BRASIL E NA BAHIA NO SÉCULO

XXI

Conferência realizada na Associação Comercial da Bahia no dia 04/08/2016

Engo. e Prof. Fernando Alcoforado

SUMÁRIO DA APRESENTAÇÃO1. Cenários de energia no mundo até 20302. O imperativo da terceira revolução

energética no mundo3. O sistema energético sustentável para o

mundo4. Os absurdos do Plano Nacional de Energia

2030 no Brasil5. O futuro energético necessário ao Brasil6. Potencialidades energéticas na Bahia-

oportunidades de investimentos

1. CENÁRIOS DE ENERGIA NO MUNDO

Consumo total de energia no mundo

Demanda de energia no mundo

Participação das Fontes de Energia no Mundo- 1990/ 2010/ 2030

Fonte de Energia Participação (%)

1990

2010 2030

Petróleo 38 34 32

Carvão 24 26 22

Gás Natural 20 22 26

Nuclear 5,5 6 7

Hidráulica 2 2 2

Biomassa 10 9 8

Outras renováveis 0,5 1 3Fonte: Costamilan, Luiz, Futuro da Energia no Mundo. www.ibp.org.br/services/.../FileDownload.EZTSvc.asp?...2848.

2. O IMPERATIVO DA TERCEIRA REVOLUÇÃO ENERGÉTICA NO MUNDO

1ª revolução energética no mundo

• 1ª revolução energética no mundo na Inglaterra• Uso do carvão em substituição à madeira até então

amplamente utilizada porque proporcionava energia bem maior para o mesmo volume, além de ser mais fácil e econômica para transportá-lo.

• A 1ª revolução energética ocorreu simultaneamente com o advento da 1ª Revolução Industrial.

• O desenvolvimento das minas de carvão e a invenção da máquina a vapor deram nascimento na Europa e no Ocidente a uma nova economia.

2ª revolução energética no mundo

• A 2ª revolução energética, que coincidiu com 2ª Revolução Industrial, ocorreu com o advento do petróleo e da eletricidade.

• A utilização do petróleo como fonte de energia no mundo teve seu início nos Estados Unidos com a exploração do primeiro poço em 1901 no Texas.

• Da mesma forma que a máquina a vapor foi determinante para o advento do carvão como fonte de energia, o motor a explosão exerceu o mesmo papel com o advento do petróleo.

• A descoberta de um vetor energético como a eletricidade e a invenção das máquinas elétricas no século XIX, juntamente com a introdução dos veículos automotores, lançaram as bases para a introdução da moderna sociedade de consumo, caracterizada por uma intensidade energética nunca vista na história da humanidade.

Consequências ambientais da 1ª e 2ª revolução energética no mundo

• O consumo mundial de energia primária proveniente de fontes não renováveis (petróleo, carvão, gás natural e nuclear) correspondeu a aproximadamente 86% do total, cabendo apenas 14% às fontes renováveis.

• A geração, manuseio e uso da energia é responsável por 57% da emissão de gases do efeito estufa na atmosfera.

• A emissão de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera em 1973 foi de 16,2 bilhões de toneladas anuais e em 1998 foi da ordem de 23 bilhões de toneladas, aproximadamente o dobro da quantidade emitida em 1965.

• As emissões de carbono deverão aumentar alcançando 32,8 bilhões de toneladas anuais de CO2 em 2020.

Principais causas do efeito-estufa na atmosfera

Fatores causadores do efeito estufa Contribuição (%)

Uso e produção de energia 57

CFC 17

Práticas agrícolas 14

Desmatamento 9

Outras atividades industriais 3

Fonte: Lashof, D.A. & Tirpak, D.A., n.2

Causas do efeito estufa na atmosferaOs vilões do efeito estufa

Aquecimento global e efeito estufa

Evolução da temperatura do planetaEmissão de CO2 de 1900 a 1999

Temperatura média global e projeçõesFonte:.Revista Veja On-line, Aquecimento Global.

Consequências do aquecimento global• 1,5 a 4,5 °C é a faixa de elevação que deve sofrer a temperatura média

global até o final do século XXI. • 2.000 quilômetros quadrados em todo ano, áreas desse tamanho se

transformam em deserto devido à falta de chuvas. • 40% das árvores da Amazônia podem desaparecer antes do final do século,

caso a temperatura suba de 2 a 3 graus. • A calota polar irá desaparecer por completo dentro de 100 anos provocando

o fim das correntes marítimas no Oceano Atlântico. • O clima ficará mais frio apenas no hemisfério norte. Quanto ao resto do

mundo a temperatura média subirá e os padrões de secas e chuvas serão alterados em todo o planeta.

• De 9 a 58% das espécies em terra e no mar vão ser extintas nas próximas décadas, segundo diferentes hipóteses.

• Diminuição da cobertura de gelo, aumento do nível do mar, mudanças dos padrões climáticos

• O fluxo dos rios poderá diminuir em 50% ou mais podendo alguns deles secarem completamente

• Importantes lençóis freáticos poderão ficar seriamente reduzidos, fazendo com que os poços de irrigação sequem

Como evitar as consequências do aquecimento global

• Redução imediata na emissão de gases de efeito estufa.

• Não permitir um aquecimento global no século XXI superior a dois graus centígrados.

• As emissões mundiais terão que ser reduzidas abaixo de seus níveis de 1990.

• Estabilização das concentrações de dióxido de carbono em 450 ppm (partes por milhão) sem a qual o mundo se defrontaria até o final do século XXI com uma mudança climática catastrófica que pode ameaçar a sobrevivência da humanidade.

Como evitar as consequências energéticas e ambientais da 1ª e 2ª revolução

energética no mundo• Desencadear a 3ª revolução energética com a

implantação de um sistema de energia sustentável em escala planetária que implicaria:

1. na substituição de fontes de energia não renovável (petróleo, carvão e gás natural) causadoras do efeito estufa por fontes de energia renovável ; e,

2. na adoção de políticas de economia de energia.

3.O SISTEMA ENERGÉTICO SUSTENTÁVEL PARA O MUNDO

Consumo Mundial de Energia e Emissões de CO2 em 1989 e 2030

Fonte: Worldwatch Institute. Consumo Mundial de Energia e Emissões de CO2 em 1989 e 2030.

Fonte de Energia 1989 2030

(Com mudança na matriz energética mundial)

Energia

(Mtep)

CO2

(milhões de ton.)

Energia

(Mtep)

CO2

(milhões de ton.)

Petróleo 3.098 2.393 1.500 1.160

Carvão 2.231 2.396 240 430

Gás Natural 1.707 975 1.750 1.000

Renováveis 1.813 - 7.000 -

Nuclear 451 - 0 0

Total 9.300 5.764 10.490 2.590

4. OS ABSURDOS DO PLANO NACIONAL DE ENERGIA 2030 NO BRASIL

Os absurdos do Plano Nacional de Energia 2030 no Brasil

• Implantação das hidrelétricas na Amazônia.• Ampliação da capacidade de geração de

centrais elétricas nucleares no Brasil, sobretudo após o recente acidente nuclear em Fukushima no Japão.

• Ênfase no aumento da produção de petróleo e nenhuma às ações de racionalização no consumo de derivados para reduzir a emissão de gases do efeito estufa.

Incremento do suprimento de energia elétrica no Brasil programado até 2030

FONTE DE ENERGIA GWhidrelétricas 174PCH´s 8usinas eólicas 3,3termelétricas (biomassa) 4,75termelétricas (resíduos urbanos) 1,3termelétricas (gás natural) 15,5térmelétricas (carvão mineral) 6centrais nucleares 8

Produção de derivados de petróleo no Brasil em 2010 e 2030 (Milhões de litros)

DERIVADOS DE

PETRÓLEO 2010 2030

Óleo diesel 51.243 97.876

Gasolina 19.580 42.190

GLP 13.866 24.888

Óleo combustível 8.079 9.112

Querosene 3.868 9.902

Total 96.636 183.968

Alternativas à Implantação das hidrelétricas na Amazônia

1. Uso de PCH´s (pequenas centrais hidrelétricas) ou hidrelétricas de médio porte em várias regiões do Brasil próximas dos mercados consumidores (83GW)

2. Uso do potencial eólico (143,5 GW)3. Utilização de resíduos urbanos que pode gerar energia para

abastecer 30% da demanda de eletricidade do País4. Utilização de sistemas de energia solar fotovoltaica ou

termossolar onde justificar sua implantação5. Incentivo à economia de energia em todos os setores da

atividade do país6. Uso da cogeração na indústria visando a produção de calor e

eletricidade com a utilização de resíduos da produção industrial e do gás natural

Alternativas à implantação de centrais nucleares no Brasil

1. Implantação em larga escala de usinas eólicas (143,5 GW)

2. Implantação de centrais hidrelétricas de pequeno e médio porte mais próximas dos mercados de consumo (83GW)

3. Utilização de centrais termelétricas operadas com biomassa, resíduos urbanos e gás natural (combustível fóssil menos agressivo ao meio ambiente)

4. Utilização de sistemas de cogeração de vapor e eletricidade na indústria com o uso de resíduos e gás natural

5. Adoção de políticas de economia de energia

Alternativas ao aumento da produção de petróleo no Brasil

1. Substituição da gasolina pelo etanol e do diesel pelo biodiesel no setor de transporte

2. Substituição do óleo combustível pelo gás natural e biomassa na indústria3. Restrição ao uso de automóveis nos centros urbanos e em outras áreas

das cidades4. Substituição do GLP pelo gás natural no setor residencial5. Aumento da eficiência dos veículos automotores para economizar energia6. Expansão dos sistemas ferroviário e hidroviário para o transporte de

carga em substituição ao rodoviário7. Expansão do transporte coletivo, sobretudo o transporte de massa de

alta capacidade como o metrô, BRT ou VLT para reduzir o uso de automóveis nas cidades

8. Incentivo à fabricação e utilização de carros elétricos9. Incentivo à fabricação de máquinas e equipamentos de maior eficiência

para economizar energia

5. O FUTURO ENERGÉTICO NECESSÁRIO AO BRASIL

OFERTA INTERNA DE ENERGIA NO BRASIL EM 2009 E 2030- %

FONTE DE ENERGIA 2009 2030 (PNE)

petróleo e derivados 37,9 28

gás natural 8,7 15,5

carvão mineral 4,7 6,9

urânio 1,4 3

hidráulica e eletricidade 15,2 13,5

lenha e carvão vegetal 10,1 5,5

produtos da cana 18,2 18,5

outras renováveis 3,8 9,1

Total 100 100

Oferta interna de energia no Brasil em 2009 e 2030- %

Petróleo e

deriva-dos38%

Gás natural9%

Carvão mineral5%

Urânio1%

Hidráulica e eletrici-

dade15%

Lenha e carvão vegetal

10%

Produtos da cana

18%

Outras renováveis4%

2009

petróleo e derivados

28%

gás natural16%

carvão mineral7%

urânio3%

hidráulica e eletri-cidade14%

lenha e carvão vegetal

6%

produtos da cana19%

outras renováveis9%

2030

Fontes renováveis e não renováveis na matriz energética brasileira- %

2005 2010 2020 20300

10

20

30

40

50

60

Fontes renováveisFontes não renováveis

Evolução das emissões de CO2 no Brasil

Fontes e usos da energia

Fontes de energia não renováveis

• Petróleo• Carvão• Gás natural• Nuclear

Fontes de energia renováveis

• Hidráulica• Biomassa• Etanol• Biodiesel• Biogás• Geotérmica• Marítima • Eólica• Solar• Pilha Combustível

CENÁRIOS DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL EM 2050

CENÁRIO DE REFERÊNCIA 2050(MME)

CENÁRIO INTERMEDIÁRIO 2050(USP)

CENÁRIO REVOLUÇÃO ENERGÉTICA 2050(GREENPEACE)

Geração total: 1639 TWh/ano Geração total: 1166 TWh/ano Geração total: 1077 TWh/ano

Eficiência energética: 0 TWh/ano Eficiência energética: 413 TWh/ano Eficiência energética: 413 TWh/ano

Hidrelétricas 38% Hidrelétricas 40% Hidrelétricas 38%

Gás natural 34% Gás natural 25% Gás natural 12%

Biomassa e resíduos 15% Biomassa e resíduos 24% Biomassa e resíduos 26%

Eólica 4% Eólica 8% Eólica 20%

Nuclear 6% Nuclear 2% Nuclear 0%

Diesel e Óleo combustivel 3% Diesel e Óleo combustivel 1% Diesel e Óleo combustivel 0%

Carvão 0% Carvão 0% Carvão 0%

Painéis fotovoltaicos 0% Painéis fotovoltaicos 0% Painéis fotovoltaicos 4%

Custos da geração de energia elétrica – R$/MWh (taxa de retorno= 10% a.a.)

• UHEs - R$ 60,63 a R$ 101,35 (tendência: crescimento) • PCHs - R$ 112,47 a R$ 161,96 (tendência: estabilidade) • Eólica - R$ 89,00 a R$ 118,00 (tendência: queda)

• Solar fotovoltaica- R$ 402 a R$ 602 (tendência: queda)

• Biomassa (cana-de-açúcar) - R$ 91,00 a R$ 131,00 (tendência: queda) • Nuclear - R$ 155,00 a R$ 192,68 (tendência: crescimento) • Gás natural em Ciclo Combinado - R$ 173,58 (tendência: queda) • Carvão pulverizado nacional - R$ 133,55 (tendência: estabilidade)

Evolução futura dos custos de produção de eletricidade no mundo

• Energia eólica- se situa entre 50 e 95 US$/MWh, podendo atingir US$ 30/MWh no ano 2030

• Energia fotovoltaica- se situa entre 500 e 1.160 US$/MWh, podendo alcançar US$ 40 /MWh no ano 2030;

• Energia termossolar- se situa entre 220 e 730 US$/MWh, podendo alcançar US$ 60/MWh no ano 2030

• Biomassa- se situa entre 45 e 105 US$/MWh podendo alcançar US$ 50/MWh no ano 2030

• Todos estes números foram calculados considerando-se uma taxa de retorno de 15% ao ano e a vida útil de 20 anos.

6. POTENCIALIDADES ENERGÉTICAS NA BAHIA- OPORTUNIDADES DE INVESTIMENTOS

OFERTA INTERNA DE ENERGIA (%) – BAHIA 2010

USINAS EÓLICAS NA BAHIA

USINAS EÓLICAS

IRRADIAÇÃO SOLAR NO BRASIL

Energia solar

PCHS- pequenas centrais hidrelétricas na Bahia

• Em 2002, havia 914 MW de potencial inventariado de PCHs no Estado da Bahia, distribuídos entre 87 centrais

• As PCHs recebem o mesmo tratamento das grandes hidrelétricas no licenciamento ambiental

• As PCHs poderão exercer um papel de indutor de crescimento em regiões mais isoladas

• As PCHs colaboram na redução das perdas nas linhas de transmissão de energia do sistema interligado

Usinas Eólicas na Bahia•O potencial eólico da Bahia é estimado em 40 GW•Os ventos da Bahia são considerados os melhores do mundo, por serem unidirecionais e constantes, características que permitem uma excelente capacidade de geração de energia eólica•A energia eólica cria oportunidades de trabalho e de geração de renda no interior da Bahia•A Bahia concentra boa parte de seu potencial eólico ao longo de toda margem direita do Rio São Francisco, desde a Serra do Espinhaço até Juazeiro•As turbinas eólicas produzem nível elevado de poluição sonora, impacto visual negativo e impactos sobre a fauna e sobre o uso de terras

Cogeração com o uso de resíduos ou biomassa na Bahia

•O potencial estimado de geração de energia elétrica no Estado da Bahia através do aproveitamento de cana-de-açúcar está entre 200 a 1.000 GWh/ano, resíduos agrícolas entre 50 a 500 GWh/ano, resíduos de madeira entre 200 e 500 GWh/ano e o aproveitamento de óleos vegetais entre 2 a 10 GWh/ano• Há duas áreas promissoras na Bahia para cogeração:i) O Oeste do Estado: Formosa do Rio Preto pode produzir 318.147 MWh/ano, ou em 3 municípios próximos que, com algodão, soja e arroz, produziriam 204.172 MWh/ano;e, ii) O Litoral Norte com o uso de resíduos do coco-da-baía, produzindo 313.172 MWh/ano•Com a utilizaçao de resíduos do algodão, arroz, coco-da-baia, milho, café e soja produzidos na Bahia é possivel gerar de 2.792 GWh/ano a 3.909 GWh/ano de energia elétrica com uma potência na faixa de 531 MW a 744 MW •As centrais elétricas de cogeração podem provocar a emissão de poluentes aéreos, elevado consumo de água e elevações na temperatura de cursos naturais d’água devido a seu sistema de refrigeração

ETANOL

• A Bahia possui 120 municípios produtores de cana-de-açúcar com área plantada de 92.947 ha e produtividade estimada em 5.592.921 t de cana (IBGE, 2005), produzidas em mais de 7.000 estabelecimentos espalhados em treze polos produtivos

• A produção dos derivados da cana-de-açúcar no Estado da Bahia conta com 7.000 estabelecimentos, que geram cerca de 35.000 empregos diretos

• A produção de etanol da Bahia em 2019 será de 0,222 bilhões de litros e a demanda de 2,068 bilhões de litros. O déficit em 2019 será de 1,846 bilhões de litros. Este déficit indica a necessidade de criar incentivos para a produção interna de álcool no estado da Bahia

• A produção de etanol impacta sobre o meio ambiente desde a produção da cana de açúcar até a sua fabricação afetando o solo agrícola, o meio hídrico e o ar

BIODIESEL •A Bahia é responsável por 5% da produção nacional de biodiesel. A produção em 2011 foi de 132 mil m³ e, em 2010, de 92 mil m³ com uma variação de 43%•Há três unidades de produção de biodiesel hoje na Bahia. Uma é a Petrobrás Biocombustíveis (PBIO), em Candeias. Outra é a Brasilecodiesel, em Iraquara. E a terceira é a Comanche, em Simões Filho•O Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) não está funcionando bem na Bahia porque a produção da agricultura familiar na Bahia está muito pequena• Entre as alternativas em discussão está a expansão da produção de dendê no Brasil. A cultura do dendê tem reais possibilidades de crescer na Bahia. A mamona da Bahia, apesar de não ser competitiva na produção de biodiesel, vive um bom momento com preços altos e remuneração recorde para o produtor•Um dos principais atributos do biodiesel é a sua capacidade de reduzir a emissão de poluentes atmosféricos em comparação com o óleo diesel, contribuindo para a redução do efeito estufa com melhorias na qualidade de vida e da saúde pública•Existem impactos de cunho negativos que estão sendo bastante debatidos. Um deles e o mais antigo é sobre a questão da produção de energia versus a produção de alimentos

NOVA POLÍTICA ENERGÉTICA PARA A BAHIA

Política de suprimento de energia elétrica requerida para a Bahia

• Implantar PCH´s (pequenas centrais hidrelétricas) e hidrelétricas de médio porte em várias regiões da Bahia (914 MW).

• Implantar usinas eólicas (40 GW) e sistemas híbridos (solar e eólico) nas localidades mais apropriadas.

• Implantar sistemas de energia solar fotovoltaica ou termossolar onde justificar sua implantação, sobretudo no Semiárido.

• Produzir energia com o uso de resíduos e do biogás provenientes dos aterros sanitários.

• Implantar sistema de cogeração na indústria para produzir vapor e eletricidade utilizando resíduos da produção industrial e o gás natural.

• Economizar energia em todos os setores de atividade da Bahia.

NOVA POLÍTICA ENERGÉTICA PARA A BAHIA Política requerida para o setor de petróleo e gás natural da Bahia

• Reduzir o consumo de derivados de petróleo promovendo a utilização de substitutos para a gasolina e o óleo diesel no setor de transporte e para o óleo combustível na indústria

• Elevar a produção de etanol e biodiesel na Bahia para atender a demanda• Substituir a gasolina pelo etanol e do diesel pelo biodiesel no setor de transporte• Substituir o óleo combustível pelo gás natural e biomassa na indústria• Substituir o carvão mineral pelo gás natural na indústria• Substituir o GLP pelo gás natural onde for possível no setor residencial e de serviços• Reduzir o consumo de petróleo através de ações de economia de energia

considerando a : 1) produção de vapor e eletricidade na indústria com o uso de sistemas de cogeração; 2) expansão de sistemas ferroviários e hidroviários para o transporte de carga em substituição aos caminhões; 3) expansão de sistema de transporte coletivo, sobretudo o transporte de massa de alta capacidade como o metrô ou VLT para reduzir o uso de automóveis nas cidades

• Restringir o uso de automóveis nos centros e em outras áreas das cidades• Utilizar preferencialmente derivados de petróleo para fins não energéticos, sobretudo

como matéria prima industrial

Potencial de geração de energia elétrica na Bahia (apenas com o uso da energia solar)

• Como exercício teórico, consideremos o suprimento do consumo de energia elétrica da Bahia em 2013 (463,740 mil GWh) com a utilização apenas da energia solar fotovoltaica.

• Admitindo o potencial de energia solar de 8 KWh/m2/dia, em 365 dias seriam produzidos 2.920 KWh/m2 (8 KWh x 365 dias/m2= 2.920 KWh/m2).

• A quantidade em Km2 de painéis voltaicos necessários seria de 158,8 Km2 (463.740.000.000 KWh/ 2.920 KWh/m2= 158.815.068 m2= 158,8 Km2).

• Esta quantidade em Km2 seria correspondente a 2,83% da área do Estado da Bahia de 560.000 Km2 (158,8 km2/560.000 Km2).

Potencial de geração de energia elétrica na Bahia (sem o uso da energia solar)

• O consumo de energia elétrica na Bahia em 2013 = 463,740 mil GWh

• O potencial total de geração de energia elétrica na Bahia= 356,413 mil GWh (76,85% do consumo em 2013)

• O potencial eólico da Bahia é estimado em 40 GW= 350,400 mil GWh

• O potencial estimado de cogeração de energia elétrica no Estado da Bahia através do aproveitamento de:

• cana-de-açúcar está entre 200 a 1.000 GWh/ano =1 mil GWh• resíduos agrícolas entre 50 a 500 GWh/ano= 0,5 mil GWh• resíduos de madeira entre 200 e 500 GWh/ano = 0,5 mil GWh• óleos vegetais entre 2 a 10 GWh/ano= 0,01 mil GWh• O potencial de PCH: 914 MW= 8.006.640 MWh= 4,003 mil GWh

CONCLUSÕES• Urge a implantação de um sistema sustentável de

energia no mundo e no Brasil para reduzir as emissões de gases do efeito estufa e evitar a mudança climática catastrófica

• O Brasil deveria rever o PNE 2030 abandonando a implantação de hidrelétricas na Amazônia, centrais elétricas nucleares e o aumento da produção de petróleo no Brasil priorizando as fontes renováveis de energia (eólica, solar e biomassa)

• A Bahia deveria priorizar o aproveitamento de fontes de energia renovável (PCH´s, eólica , solar e biomassa) e incrementar a produção de etanol e biodiesel para atender a demanda interna