Se tudo é Energia, qual é o problema da Energia? Manuel Collares Pereira collarespereira@uevora.pt

Sumário

1. A pergunta em título

2. O problema

3. A(s) solução (s): existe(m)!

4. O que fazer?

perguntas -discussão

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O que é a energia?

• Energia: uma grandeza física que traduz a capacidade de fazer (trabalho);

• i.e., não podemos fazer nada sem energia;

• Diversas formas de energia: calor, movimento, electricidade,…

• Há sempre um processo de transformação e libertação de energia sob uma forma útil (fazer);

• Queimamos um combustível (gás) para aquecer água (fazer a sopa) –calor; queimar é um processo da química…; combustíveis contêm energia química que se liberta na combustão;

• Esta pode ser tb transformada em força motriz- movimento, no motor do automóvel, energia mecânica(mais uma transformação);

• Algo se perde sempre em cada transformação!

• Rendimento da transformação: eficiência energética.

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Se está em todo o lado… Qual o problema?

• A vida necessita de energia, a energia que alimenta o metabolismo…

• Praticamente toda a energia que utilisamos, directa ou indirectamente, vem do SOL : está em todo o lado!!

• 10 000 X mais abundante do que as nossas necessidades instantâneas…

• Exemplo: A fotossíntese: as plantas, o mundo vegetal

O mundo animal que depende do mundo vegetal

Mesmo os combustíveis fósseis têm uma origem em processos naturais lentos, com a duração de milhões de anos, através da decomposição de organismos soterrados …

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O problema?

• Descobrimos os combustíveis fósseis e criámos uma forte dependência; como uma droga…

• Não vai poder durar sempre (são finitos!).

• Têm consequências funestas sobre o clima (efeito de estufa) e, no limite, e se não tivermos juízo, sobre a própria vida; temos de cortar desde já com esta dependência.

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albedo ~30%

O estranho caso do efeito de estufa

Teq ~ 273 K

(0 ºC)

Teq ~ 288 K

(15 ºC)

efeito de

estufa

VIVA o Efeito de Estufa!

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O estranho caso do efeito de estufa

Aquecimento global: the diferent IPCC scenarios (IPCC)

Variação da temperatura

média global (do ano 1000 a 2100)

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Temperatura (terra-oceano) média global

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combustíveis fósseis e desflorestação

Níveis de CO2 atmosférico

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A situação é grave!

Efeito à escala global. Mas com repercussões locais diferentes: o mediterrâneo é uma área que será muito afectada…

• Aumento de temperatura • Redução da precipitação • Subida do nível do mar • Mudança na probabilidade de ocorrência de

furacões e da sua intensidade… • (…)

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MID 21st

END 21st

RCP2.6 RCP8.5

Aumento da Temperatura (relativa a 1986-2005)

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Disponibilidade de água na região MENA à luz das alterações climáticas

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O que fazer?

Descarbonizar!

i.e. reduzir o recurso aos combustíveis fósseis: – Carvão

– Petróleo

– Gás

Ainda antes de pensar em alternativas para a energia…

Reduzir o desperdício: 1. Consumos evitados - suficiência energética

2. Serviço = Energia x Eficiência energética

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Distribuição de consumo de energia final na Europa

COP21 e a descarbonização da economia

• Reduzir o consumo de combustíveis fósseis (principal: carvão)

• Retirar CO2 : reflorestar

sequestrar/armazenar

• Evitar a sua utilização (suficiência)

• Eficiência energética

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As Energias Renováveis

• Para aquecimento e arrefecimento – Edifícios

– Indústria

Solar térmico (com e sem concentração) e biomassa (sólidos, líquidos)

• Aumento da percentagem de cobertura de consumo pela electricidade (aquecimento e arrefecimento com bombas de calor, transportes, etc.)

• Electridade renovável:

Solar para electricidade: fotovoltaico e solar térmico com armazenamento de calor

Hídrica, eólica (on e offshore), biomassa, ondas, marés…

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O caso da electricidade

Em Portugal:

>50% de renováveis na produção de eletricidade: eólica e hídrica.

~30% de carvão: 2 centrais, 5-6 anos para descomissionamento de acordo com o fim de vida – Sines e Pego.

Situação excecionalmente favorável para a descarbonização: uma saída indolor.

Qual deve ser a Política Energética para a sua substituição?

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COP21 e a descarbonização da economia

O solar e a electricidade Exemplo: Central Fotovoltaica - Serpa

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Centrais termoelectricas STE

2D - tecnologias concentração linear, PT e LFR

3D- tecnologia torre

PT

LFR

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Esquema de funcionamentos das centrais solares termo-electricas com armazenamento (despachabilidade)

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hoje

Hídrica ~25%

Eólica ~25%

Solar

<1%

G Natural +

Co-geração +

Biomassa +

Outros

~20%

Carvão ~30%

% calculada com base nos valores atuais!

~quase 100% Electricidade renovável em 2030?

Armazenamento de Energia - Diário e sazonal: bombagem reversível Armazenamento diário para a opção solar - 15h armazenamento calor com STE

COP21 e a descarbonização da economia

2030 solar e

<31%

c/b rev

<31%

c/b rev

<31%

P. Centralizada

5750 MW- STE

1500 MW- PV

P. Descentralizada

1500 MW -PV

<7%

0%

• Instalação 50MW - 600 empregos durante construção (1-2 anos);

• +2000 empregos na indústria de produção, engenharia e comissionamento;

• 60-70 empregos permanentes em O&M;

Instalação 100MW = 1000 empregos

• 70-75% do investimento na

indústria local e capacitação local. Em Portugal >80 %?

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Torressol, Andasol: Andaluzia

2,4GWe em Espanha- centrais de 50MW Consequências: emprego

Localização da indústria para componentes de energia solar

Pré-requisito: Programa estável para

algumas centenas de MW /ano

Tubos absorsores Espelhos curvos

Estrutura colectores

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O caso espanhol: Consequências de 2.4GWe em Espanha

Reorientação de outras indústrias experientes: - Construção, obras civis - Engenharia de instalações convencionais - Eletricidade, infraestruturas de transmissão - Galvanizagem, …

Reforço de alguns sectores da indústria: - Tubagens e tanques - Permutadores de calor - Caldeiras - Cablagens - Telecomunicações e controlo

Aumento das subsidiárias dos fornecedores no país: Promoção, Manutenção, Peças substituição, …

Grande impacte em sectores auxiliares - Limpeza, ambiental, … - Transportes terrestres - Formação, …

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O caso espanhol Consequências de 2.4GWe em Espanha Outros efeitos na indústria

Consequências semelhantes a outras renováveis Exemplo: Eólica e Hídrica em Portugal Em geral: Redução de importações relacionadas com energia (combustíveis) Criação de investimento positivo em produção, serviços (engenharia), construção, criação de emprego Criação de oportunidades de exportação: tecnologia, equipamento Combate direto das alterações climáticas com redução dos impactos atuais e custos associados

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Outras vantagens

O Problema: a situação é mais grave ainda!

• 80% (4/5) da população do mundo usa só 30% da energia contabilizada (quase toda de origem fóssil)

• É no mundo em vias de desenvolvimento que se dá a explosão demográfica…

• Temos soluções para “o mundo dos ricos” consumindo menos combustíveis fósseis , mas como vamos tratar “o mundo dos pobres” ?

• A abordagem não pode ser só tecnológica…

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Todas as grandes transformações sociais (o crescimento demográfico é uma consequência) estiveram associadas a revoluções nos sistemas energéticos existentes: Energia: “a capacidade de fazer”!

A energia através dos tempos

Agricultura (a pré-história) Energia solar

As primeiras civilizações Energia hidráulica

Os gregos (sem milagre) Energia mecânica (eólica)/comércio de madeiras e cereais

Florescimento urbano na Europa

Energia hidráulica, eólica/canais, barragens e moinhos

O emergir da modernidade Energia química e mecânica

Revolução industrial O carvão

O século XX Electricidade, petróleo, gás, nuclear (…)

O século XXI (…) Energias Renováveis?!

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Como tem sido a evolução da população através dos tempos? E como vai ser?

1500 1700

0.5 0.7

1800

1.0 1.6

1900

6.0

2000

22.3

19.1

2100

Popula

ção m

undia

l [1

09]

Crescimento exponencial: I0e(λn)

l=0.0015

l=0.0035

l=0.0047

l=0.014

l=0.014

1/5 pop.

l=0

4/5 pop.

l=0.014 10.0

0

10

20

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Desenvolvimento - energia (combustão) e emissões per capita

Emis

sõe

s [t

on

C p

er

cap

ita]

População [milhões]

EUA

Rússia

Japão

Canadá, Austrália, Nova Zelândia

Europa EU(15) Outros EU -Leste

Médio Oriente

China América Latina outros Ásia África India

Mundo Industrializado - 1/5

Mundo em desenvolvimento - 4/5

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Cultura/Desenvovimento

• Vai ser determinante adoptar um novo paradigma

• Passar do “consumismo” desenfreado em que vivemos, da visão de crescimento permanente e de mercado a curto prazo, para a sustentabilidade.

• Este ano: 2 prémios Nobel da Economia…!

• Temos de saber perguntar e responder a perguntas como: “quanta energia necessito para ser feliz?”

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Conclusões

Temos de tornar esta questão num tema central da discussão e da acção politica.

Portugal tem condições naturais excelentes (recursos energéticos renováveis!) para encarar a necessidade de mudança (somos um país rico!)

Não votarei mais em nenhum partido que não discuta o tema no seu programa eleitoral e não proponha metas e soluções concretas…

Encorajo-os vivamente a dizer e fazer o mesmo!

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Obrigado pela vossa atenção !