tendências futuras para o setor de energia
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Fazer uma revisão do estado da arte das principais tecnologias de energiaElaboração de um diagrama-resumo que indica o grau de esforço em P&D que pode ser necessário levando-se em consideração o estado da arte das tecnologias, demanda e matriz energética futura, benefícios públicosTRANSCRIPT
Tendências Futuras para o Setor de EnergiaGilberto De Martino Jannuzzi
UNICAMP
Local: Espaço Cultural da FINEP, Rio de Janeiro
Data: 23/julho/2008
Tópicos Energia e a visão de futuro As tecnologias estudadas: estado da arte Maximizar benefícios públicos: A Matriz de
Desafios O Mercado futuro de energia: Projeções de
demanda “Módulo Integrador” – Aonde estão os
maiores gargalos tecnológicos?
Objetivos Fazer uma revisão do estado da arte das principais
tecnologias de energia Elaboração de um diagrama-resumo que indica o
grau de esforço em P&D que pode ser necessário levando-se em consideração o estado da arte das tecnologias, demanda e matriz energética futura, benefícios públicos
Pesquisa documental Tempo de execução: 3 meses
Energia: as próximas décadas Grandes quantidades serão demandadas em
particular pelo países em desenvolvimento Agravamento de problemas ambientais locais
e globais (Mudanças climáticas) Análise dos principais fatores que poderão
condicionar a demanda futura de energia e as preferências para as escolhas tecnológicas e tipos de combustíveis
Indus trias : forç a motriz , c alor, iluminaç ão, automaç ãoc omerc ial, s erviç os , res idenc ial: iluminaç ão, refrig eraç ão, ar c ondic ionado, T rans porte: rodoviário, ferroviário, aéreo, fluvial e naval
Distribuição
Hidrogênio
Calor/Frio
L ÍQUIDOS Carvão, lenha, pellets
PetróleoGás NaturalCarvãoEnergia nuclear baixoEnergia hidráulica
médioEnergia da cana de açúcarEnergia Solar altoEnergia EólicaPCHs (E. hidráulica)
US OS F INAIS
Gás Natural
Transmissão/Transporte
Lenha, resíduos e outras biomassas
F ONT E S P R IMÁ R IAS
T E C NOL OG IAS DE INT E R F AC E
Materiais
S ÓL IDOS
G AS E S
VE T OR E S
Eletricidade
Biocombustíveis
Derivados de petróleo
HidrogênioG
ases
Sól
idos
L íquidos
Ele
tric
idad
e
Hid
rogê
nio
Cal
or/F
rio
Mercado futuro de energia
A visão de futuro: metodologia
C&T
Benefícios Públicos
3
Projeções de
demanda
2
Matriz de
Desafios
1
Estado da Arte
Seleção de 60 tecnologias e processos
•Fichamento de informações
•Linha do tempo
Projeções:
•Usos finais de energia
•Quantidades e fontes de energia
Problemas que poderão se agravar se não houver mudanças tecnológicas
•Econômicos
•Sociais
•Ambientais4
Módulo Integrad
or
PARTE 1
TecnologiasQual o estado atual de desenvolvimento das principais tecnologias? Quais são as perspectivas de custos e implementação comercial?
Estado da arte das tecnologias de energia Geração de eletricidade Combustíveis e Calor Transmissão, Transporte, Distribuição, Usos
Finais Tecnologias de interface
Geração de eletricidade Turbinas a gás e duais (hidrogênio e gás
natural) Gasificação integrada em ciclo
combinado de carvão (IGCC) Leito fluidizado circulante (CFBC):
utilização de sistemas biomassa-carvão no Brasil
Carvão Pulverizado Leito Fluidizado Pressurizado Cogeração por ciclos a vapor Tecnologias de reatores nucleares
avançados Produtividade do ciclo do combustível
nuclear Gestão de resíduos nucleares Geração Hidraúlica
Geração Hidraúlica Materiais Piezoelétricos Biomassa:
gasificação de pequeno porte (< 100 kW); Gasificação de grande porte (10 – 100 MW) com ciclo combinado
Hidrogênio: células a combustível na geração distribuída
Fusão nuclear Energia solar térmica de alta temperatura Energia solar fotovoltaica Energia eólica Tecnologias de combustão mista
(biomassa com carvão e gás natural); Tecnologias de combustão avançadas (biomassa, incluindo resíduos)
Energia das ondas e marés Geotérmica
Combustíveis e calor Gas-to-liquid (GTL) Armazenamento de gás natural Tecnologia de produção agrícola de “biomassa energética” Biorefinarias Tecnologias novas para produção de etanol (2a. geração) Veículos: demanda futura por combustíveis (tipo de combustível,
eletricidade e hidrogênio) Hidratos de Metano Gás Natural Liquefeito (GNL) Recuperação Avançada de Petróleo Carvão Vegetal: tecnologias avançadas de carvoejamento; pirólise Energia solar térmica de baixa temperatura
Transmissão, transporte, distribuição, usos finais e outros Controle de Emissões Produção e armazenamento de hidrogênio como vetor energético Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica Transmissão e distribuição de gás natural Tecnologia para produção de óleo e gás em águas profundas e ultra-
profundas. Tecnologias de refino de petróleo Coal-to-liquid (CTL) Usos finais: indústria Usos Finais: residencial e comercial Medição “inteligente” Edificações
Tecnologias de interface Materiais Sensores e automação Combustão Regulação
Exemplo: Linha do tempo
Arquivo completo
PARTE 2
Matriz de DesafiosComo novas tecnologias poderão minimizar áreas de maior atenção que sofrem impactos do sistema de produção e uso de energia?
Uso da terra, biodiversidade
e água
Segurança e Saúde Públicas
Qualidade do ar
Mudanças Climáticas
Situação das reservas
energéticas
Aspectos sociais eregionais
AREAS DE INTERESSE PÚBLICO
Áreas de Interesse Público
Matriz de Desafios
PARTE 3
As projeções de demanda de energiaQual a quantidade de energia que será requerida, quais serão as fontes principais, quais setores de consumo?
(Schock et al. 2004)
Padrões de consumo final de energia: tipos/vetores de energia
A contribuição de fontes renováveis no suprimento de energia primária global (2030 e 2050)
Matriz energética 2030 –participação de mercado
Brasil
PARTE 4
Módulo de integraçãoDe acordo com a desenvolvimento tecnológico esperado em 2030 para o Brasil, mercado de energia e importância na matriz de desafios, ponderar a relevância dos esforços de P&D
Indus trias : forç a motriz , c alor, iluminaç ão, automaç ãoc omerc ial, s erviç os , res idenc ial: iluminaç ão, refrig eraç ão, ar c ondic ionado, T rans porte: rodoviário, ferroviário, aéreo, fluvial e naval
Distribuição
Hidrogênio
Calor/Frio
L ÍQUIDOS Carvão, lenha, pellets
PetróleoGás NaturalCarvãoEnergia nuclear baixoEnergia hidráulica
médioEnergia da cana de açúcarEnergia Solar altoEnergia EólicaPCHs (E. hidráulica)
US OS F INAIS
Gás Natural
Transmissão/Transporte
Lenha, resíduos e outras biomassas
F ONT E S P R IMÁ R IAS
T E C NOL OG IAS DE INT E R F AC E
Materiais
S ÓL IDOS
G AS E S
VE T OR E S
Eletricidade
Biocombustíveis
Derivados de petróleo
Hidrogênio
Gas
es
Sól
idos
L íquidos
Ele
tric
idad
e
Hid
rogê
nio
Cal
or/F
rio
Matriz de relevâncias Critérios para os pesos Relevância das tecnologias (definidas na etapa I)
Métricas: de 1 a 3 com peso 3
Matriz Energética em 2030 (EPE) Métricas: de 1 a 3 com peso 2
“1”: a energia primária terá pouca participação de mercado em 2030 e haverá a diminuição desta participação (em %) quando comparado com a matriz atual; “2” quando um dos critérios aumentou e o outro diminuiu; “3” quando ambos os critérios aumentaram.
Matriz de ameaças Métricas: de 1 a 3 com peso 1
“1” quando existem poucos desafios a serem suplantados, “2” médio e “3” alto
Matriz de relevâncias
Exemplo: