xiv cbe - palestra magna - luiz pinguelli - 23 outubro 2012
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Congresso Brasileiro de Congresso Brasileiro de EnergiaEnergia
Rio de Janeiro, outubro de Rio de Janeiro, outubro de 20122012
Sociedade, Energia e Sociedade, Energia e Meio-Ambiente Meio-Ambiente COPPE-COPPE-
UFRJUFRJ
Rio de Janeiro, Outubro de 2012
Sociedade, Energia e Meio-Ambiente Luiz Pinguelli Rosa Diretor da COPPE – UFRJ Secretário do Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas Membro da Academia Brasileira de Ciência Ex membro dos Conselhos da SBPC e da SBF Forum Award da American Physical Society
Planejamento EnergéticoPlanejamento EnergéticoChoques do petróleo de 1973 e 1979 Choques do petróleo de 1973 e 1979 Estados Nacionais adotaram Estados Nacionais adotaram
políticas energéticas políticas energéticas entre elas o desenvolvimento de fontes entre elas o desenvolvimento de fontes alternativas alternativas solar, eólica, biogás. solar, eólica, biogás.
Programa do Álcool no Brasil Programa do Álcool no Brasil em meados dos anos 1980 em meados dos anos 1980 > 90% das vendas de carros novos no país eram a álcool. > 90% das vendas de carros novos no país eram a álcool.
Queda do preço do petróleo na segunda metade da década de 1980 Queda do preço do petróleo na segunda metade da década de 1980 estas políticas foram abandonadas no mundo.estas políticas foram abandonadas no mundo.
Virada de 1989 para 1990 Virada de 1989 para 1990 falta de álcool no Brasil falta de álcool no Brasil vendas vendas de carros novos a álcool no cairam para < 5% nos anos 1990.de carros novos a álcool no cairam para < 5% nos anos 1990.
Anos 1990 Anos 1990 desregulamentação da energia desregulamentação da energia privatizações em vários privatizações em vários países.países.
Ano 2001 Ano 2001 racionamento de energia elétrica no Brasil racionamento de energia elétrica no Brasil 2003 2003 suspensão das privatizações no setor elétrico suspensão das privatizações no setor elétrico 2004 2004 criação da EPE para planejamento energético. criação da EPE para planejamento energético. 2003 2003 carros flex no Brasil carros flex no Brasil cresce o consumo de álcool. cresce o consumo de álcool.
Poítica EnergéticaPoítica EnergéticaEscalada do preço do barril de petróleo de US$ 10 em 1999 para Escalada do preço do barril de petróleo de US$ 10 em 1999 para > US$ 100 em 2007> US$ 100 em 2007 Brasil Brasil autosuficiência pela Petrobrás autosuficiência pela Petrobrás
Máximo da produção mundial de petróleo daqui a poucas décadas.Máximo da produção mundial de petróleo daqui a poucas décadas. Brasil Brasil descobertas no Sub-sal descobertas no Sub-sal
Crescimento da demanda de petróleo e gás natural no mundoCrescimento da demanda de petróleo e gás natural no mundo China + IndiaChina + India
Geopolítica do petróleo Geopolítica do petróleo grandes reservas = Oriente Médio + Rússia. grandes reservas = Oriente Médio + Rússia. Invasão do Iraque pelos EUAInvasão do Iraque pelos EUA
Questão Ambiental Questão Ambiental Mudança Climática Mudança Climática Fontes alternativas Fontes alternativas Brasil Brasil maior problema é o desmatamento e não a energia maior problema é o desmatamento e não a energia
Questões Atuais de Poítica EnergéticaQuestões Atuais de Poítica Energética
Eliminação da Pobreza Eliminação da Pobreza Nova classe Média? Nova classe Média?
Meio Ambiente Meio Ambiente Mudança Climática Mudança Climática Código Código FlorestalFlorestal
Hidrelétricas?Hidrelétricas?
Shale Gas na América do NorteShale Gas na América do Norte
Petróleo e Gás do Pré Sal no BrasilPetróleo e Gás do Pré Sal no Brasil
Etanol x Gasolina Etanol x Gasolina Importação de Etanol de Milho Importação de Etanol de Milho dos EUAdos EUA
Renovação das Concessões de Hidrelétricas Renovação das Concessões de Hidrelétricas AmortizadasAmortizadas
Acidente Nuclear de FukushimaAcidente Nuclear de Fukushima
Defasagem Tecnológica da Industria Brasileira Defasagem Tecnológica da Industria Brasileira
CombustíveisCombustíveis
PetróleoPetróleo – – autosuficiênciaautosuficiência - necessidade de plano de longo prazo- necessidade de plano de longo prazo Gás naturalGás natural - affair com a Bolívia já equacionado- affair com a Bolívia já equacionado - problema na geração elétrica- problema na geração elétrica BiocombustíveisBiocombustíveis Carvão Carvão
Pré-SalPré-SalDe 30 a 80 bb - presente reservas de 14 De 30 a 80 bb - presente reservas de 14
bbbb
7
A Questão dos RoyaltiesA Questão dos RoyaltiesEstruturação dos Estruturação dos Sistemas Fiscais Sistemas Fiscais
PetrolíferosPetrolíferosRegimes Fiscais do Petróleo
Sistemas Contratuais Sistemas de Concessão
Contrato Partilha de Produção Contrato de serviço
Contrato de serviço com risco Contrato de serviço puro
Regimes Fiscais do Petróleo
Sistemas Contratuais Sistemas de Concessão
Contrato Partilha de Produção Contrato de serviço
Contrato de serviço com risco Contrato de serviço puro
Fonte: Johnston (1994).
TECNOLOGIAS PRÉ-SAL
TECNOLOGIAS PRÉ-SAL
• Engenharia de Reservatório
• Geomecânica de Poços
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL
TECNOLOGIAS PRÉ-SAL
• Sensores de Pressão, Temperatura e Vazão
• Confiabilidade das Operações
• Gestão Integrada da Produção
• Simulação do colapso de tubos de revestimento de poços (casing)
7500 MPa
POÇOS
TECNOLOGIAS PRÉ-SAL
SONDAS, NAVIOS E PLATAFORMAS / FPSOs
• Capacitação no projeto e organização da cadeia de fornecedores
• Simulação dos processos construtivos
• Tecnologia avançada de produção: Megablocos com redução do tempo de construção (Controle Dimensional dos Processos de Fabricação)
Laboratório de Ensaios Não Destrutivos, Corrosão e Soldagem
LNDC - COPPE
Lab. Tecnologia Submarina. Integridade de Dutos e Risers. Confiabilidade de Equipamentos Submarinos. Recifes Artificiais para Descomissionamento
LMT/COPPELMT/COPPEBanco de Testes para Banco de Testes para
Ensaios de Óleos Ensaios de Óleos Combustíveis Pesados - Combustíveis Pesados -
BUNKERBUNKER
Meio Ambiente e Energia Meio Ambiente e Energia SustentávelSustentável
O que é sustentável?O que é sustentável? Resultado da dialética na década de 1970 Resultado da dialética na década de 1970
entre entre - Crescimento Zero Crescimento Zero Modelo MIT para o Clube Modelo MIT para o Clube
de Roma (de países desenvolvidos)de Roma (de países desenvolvidos)- Modelo Bariloche Modelo Bariloche Outro crescimento é Outro crescimento é
possível para satisfazer necessidades dos povospossível para satisfazer necessidades dos povos
Síntese na década de 1980:Síntese na década de 1980: Relatório Bruntland Relatório Bruntland Conceito de Conceito de
desenvolvimento sustentáveldesenvolvimento sustentável
A hidreletricidade é A hidreletricidade é sustentável?sustentável?Impacto ambiental e social da construção e dos reservatórios (-)Impacto ambiental e social da construção e dos reservatórios (-)
É renovável É renovável Energia solar (evapora água) + gravitacional (+) Energia solar (evapora água) + gravitacional (+)
Emite gases de efeito estufa principalmente em regiões tropicais (-)Emite gases de efeito estufa principalmente em regiões tropicais (-)
Emite muito menos que termelétrica a combustíveis fósseis (+)Emite muito menos que termelétrica a combustíveis fósseis (+)
Há algumas exceções (Balbina, Samuel) (-) Há algumas exceções (Balbina, Samuel) (-)
Usinas a fio d´água minimizam reservatórios (+)Usinas a fio d´água minimizam reservatórios (+) O fator de capacidade de Belo Monte é baixo (-)O fator de capacidade de Belo Monte é baixo (-)
SolSol.. (fusão nuclear). (1). (fusão nuclear). (1).
BALANÇO DE ENERGIA DA TERRA. ondas eletromagnéticas de alta freqüência. (2)BALANÇO DE ENERGIA DA TERRA. ondas eletromagnéticas de alta freqüência. (2) = luz. ( Baixa Entropia.) = luz. ( Baixa Entropia.) . PROCESSOS fotossíntese . PROCESSOS fotossíntese NATURAIS . Tempo Geológico.NATURAIS . Tempo Geológico. Aquecimento. Evaporação. Biomassa. Aquecimento. Evaporação. Biomassa. Combustíveis Combustíveis Atmosfera. . Atmosfera. . Fósseis FósseisMovimento.Movimento. Movimento. Movimento. Combustíveis da Luada Lua. . da Terrada Terra.. Condensação Condensação Nucleares Nucleares (3). Chuva (3). (3). Chuva (3). . . Fissão e ( ? ) Fusão Fissão e ( ? ) Fusão Marés. Ondas. Eólica. Hidráulica. Marés. Ondas. Eólica. Hidráulica. Nuclear (1). Nuclear (1). do mar (3) Foto Coletor (2)do mar (3) Foto Coletor (2) Força animal. Voltaica. Solar Combustão.. Força animal. Voltaica. Solar Combustão.. (2) (2) Geotérmica. (1) (1) PROCESSOSPROCESSOSTECNOLÖGICOS MáquinaTECNOLÖGICOS Máquina ENERGIA. ENERGIA. ENERGIA. ENERGIA. MECÂNICA.MECÂNICA. Perdas T Perdas TÉRMICA.ÉRMICA. Gradiente de Gradiente de Termo . Termo . Temperatura do Mar. Temperatura do Mar. parpar Gerador. PerdasGerador. Perdas` Aquecedor Hidrogênio ` Aquecedor Hidrogênio (2) Motor e Perdas(2) Motor e Perdas SubstânciasSubstâncias. . QuímicasQuímicas Pilha. Pilha. ENERGIA.ENERGIA. Pilha Pilha aa Elétrica. Elétrica. ELÉTRICAELÉTRICA. . Combustível. (2).Combustível. (2).
Efeito estufa. ondas Efeito estufa. ondas eletromagnéticas de baixa freqüência. eletromagnéticas de baixa freqüência. Legenda. Processos eletrônicos = Legenda. Processos eletrônicos = calor. ( Alta Entropia) calor. ( Alta Entropia) (1) Força Nuclear. ` ondas eletromagnéticas Atmosfera. (1) Força Nuclear. ` ondas eletromagnéticas Atmosfera. (2) Força Eletromagnética.* hertzianas(2) Força Eletromagnética.* hertzianas(3) Força Gravitacional. ondas (3) Força Gravitacional. ondas eletromagnéticas de baixa freqüênciaeletromagnéticas de baixa freqüência = calor. ( = calor. ( Alta Entropia)Alta Entropia)* Inclui energia química. Espaço* Inclui energia química. Espaço Externo Externo
PETRÓLEO
Gás Natural
Gasolina Diesel QueroseneÓleo
Combustível Carvão Nuclear
Residencial
Serviços Agrícola
IndustrialTransportes
Geração Elétrica
Bagaço Lenha e Carvão Vegetal
Álcool Biodiesel
Hidráulica
SolarEólica Resíduos
Fontes Alternativa
s
Usadas em Escala Fontes
Renováveis
Energia no Mundo e Mudanças Energia no Mundo e Mudanças
ClimáticasClimáticas
Fontes Primárias de Energia da Revolução Industrial ao Século XXI Anos 2000:Petróleo 35% + Carvão 20% + Gás natural 20% = 75% Grandes emissores de CO2 Biomassa 9% + Hidrelétrica 8% + Nuclear 8% = 25%
Mudança do ClimaMudança do Clima 4˚4˚ Relatório do IPCC de 2007 Relatório do IPCC de 2007
Redução da incertezaRedução da incerteza
Atenção a eventos extremosAtenção a eventos extremos
Observação do degelo de geleiras perenesObservação do degelo de geleiras perenes
Grande impacto na sociedade e nos governosGrande impacto na sociedade e nos governos
Nobel da Paz de 2007Nobel da Paz de 2007
Resultados do IPCC
Crescimento de emissões de gases do efeito estufa foi de 70% entre 1970 e 2004
Dentre estas as emissões de CO2 cresceram de 80% e representavam 77% das emissões antropogênicas em 2004 O maior crescimento das emissões entre 1970 e 2004 foi do setor de energia (145%), seguido dos setores de transportes (120%), indústria (65%) e deusos da terra e desmatamento (40%) Fonte ; IPCC Report 2007
Historical Contributions to Global Historical Contributions to Global Temperature Temperature
Modelling and assessment of contributions to climate change
temperature increase
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
1900 1950 2000 2050 2100
°C
JCM-JCM (1)Hadley (2)CICERO-SCM (3)CSIRO-ACCC (4)RIVM-ACCC (5)ECOFYS-ACCC (6)UCL-ACCC (7)IVIG-ACCC (8)UIUC-ACCC (9)
123,4
5678,9
Aquecimento Global
Energia per Capita ( E / Pop = E / PIB x PIB / Energia per Capita ( E / Pop = E / PIB x PIB / Pop ) Pop )
Anos 1980, 85, 90, 2000 e 2005 Anos 1980, 85, 90, 2000 e 2005
2005
1980
2005
1980
1980
1980
2005
1980
2005
1980
2005
1980
2005
1980
1980
2005
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00GDP/Pop (1000 US$ / Head)
Ener
gy/G
DP
(M B
tu /
100
US$
)
Brazil
China
India
Indonesia
Mexico
SouthAfricaCanada
France
Germany
Japan
Norway
NetherlandsUnitedStatesUnitedKingdomSpain
World
300 M BTU / head
50 M BTU / head
100 M BTU / head
200 M BTU / head
Situação nos Países em Situação nos Países em DesenvolvimentoDesenvolvimento
As classes de renda mais alta nos países As classes de renda mais alta nos países em desenvolvimento têm alto consumo de em desenvolvimento têm alto consumo de energia per capita enquanto a maioria da energia per capita enquanto a maioria da população é pobre e tem consumo de população é pobre e tem consumo de energia muito baixo.energia muito baixo.
Assim há forte desigualdade no consumo Assim há forte desigualdade no consumo de energia e na emissão de gases do de energia e na emissão de gases do efeito estufa per capita dentro de cada efeito estufa per capita dentro de cada país, seguindo a desigualdade na país, seguindo a desigualdade na distribuição de renda.distribuição de renda.
O enfrentamento da mudança climáticaO enfrentamento da mudança climática junto com o combate à pobreza, devendo-se junto com o combate à pobreza, devendo-se cunhar a expressão justiça climática associada a inclusão social e adaptação de cunhar a expressão justiça climática associada a inclusão social e adaptação de
populações vulneráveis. populações vulneráveis.
Novo modelo de produção e consumo, mais solidário Novo modelo de produção e consumo, mais solidário (a crise mundial derrubou o mito do mercado (a crise mundial derrubou o mito do mercado desregulado). desregulado).
Uso de geração hidroelétrica dentro das restrições Uso de geração hidroelétrica dentro das restrições ambientais e minimização das termoelétricas como ambientais e minimização das termoelétricas como complementação às hidrelétricas, incluindo estudos de complementação às hidrelétricas, incluindo estudos de captura e sequestro de Carbono (CCS).captura e sequestro de Carbono (CCS).
Prioridade às fontes alternativas (biocombustíveis, eólica, Prioridade às fontes alternativas (biocombustíveis, eólica, solar, oceânica) e à eficiência energética. solar, oceânica) e à eficiência energética. Fonte; Fórum Brasileiro de Mudanças ClimáticasFonte; Fórum Brasileiro de Mudanças ClimáticasF F
Principais desafios Principais desafios imediatosimediatosReduzir o desmatamento , Reduzir o desmatamento , maior parte da emissão demaior parte da emissão degases do efeito estufa do Brasilgases do efeito estufa do Brasil
Reverter tendência atual de Reverter tendência atual de expansão de usinas termelétricas expansão de usinas termelétricas a óleo e carvão e investir em a óleo e carvão e investir em fontes renováveisfontes renováveis
Reduzir desperdício no consumo Reduzir desperdício no consumo Desestimular o uso crescente de carros pesados em moda nas classes Desestimular o uso crescente de carros pesados em moda nas classes de renda alta e melhorar e ampliar o transporte coletivode renda alta e melhorar e ampliar o transporte coletivo
Reduzir crescimento desnecessário de emissões de gases sem sacrificar o desenvolvimento do Reduzir crescimento desnecessário de emissões de gases sem sacrificar o desenvolvimento do país e a redução da pobrezapaís e a redução da pobreza
Atuar na Convenção da ONU sobre Mudança do Clima para redução das emissões dos países Atuar na Convenção da ONU sobre Mudança do Clima para redução das emissões dos países ricos e para o desenvolvimento limpo no mundo ricos e para o desenvolvimento limpo no mundo
Fonte: Fórum Brasileiro de Mudanças ClimáticasFonte: Fórum Brasileiro de Mudanças ClimáticasF F
An additional $10.5 trillion of investment is needed in total in the 450 Scenario, with An additional $10.5 trillion of investment is needed in total in the 450 Scenario, with measures to boost energy efficiency accounting for most of the abatement through to 2030measures to boost energy efficiency accounting for most of the abatement through to 2030
26
28
30
32
34
36
38
40
42
2007 2010 2015 2020 2025 2030
Gt
450 Scenario
Reference Scenario
OECD+
OME
OC
3.8 Gt13.8 Gt
Abatement of world energy-related CO2 emissions in the 450 Scenario
CCS - 10%Nuclear - 10%
Renewables & biofuels - 23%
Efficiency - 57%
World abatement by technology, 2030
Fonte: WEO World Energy Outlook 2009 - IEACCS está entre as prioridades, segundo a IEA
Cenário Internacional e no Brasil
Internacional \ BrasilInternacional \ Brasil
GHG Emissions (CO2e)2005 Data *
EnergyIndustrial Processes
Agriculture/LivestockLULUCFWaste
* Second National GHG Inventory of Brazil 2010
Total: 49 bilhões de toneladas de CO2eq, 2004 Perfil da Emissões no mundo
Perfil da Emissões no Brasil
Model for Comparison of Model for Comparison of
Hydropower with Thermal Power Hydropower with Thermal Power
Hydropower and Climate Change: Measurement of Greenhouse Gas Emission of Reservoirs
Funnel Bubble Collector Coupled to a Gas Collecting Bottle
Emissions from Reservoirs (IVIG) - COPPE Emissions from Reservoirs (IVIG) - COPPE
Group of Collecting Funnels Placed in a Shallow Region
COPPE / UFRJCOPPE / UFRJ
According to the According to the above hypothesis: above hypothesis: HHydroelectric GHG ydroelectric GHG Emission – Emission – Measurements by Measurements by COPPE / IVIG COPPE / IVIG
Among the 10 reservoirs studied,Among the 10 reservoirs studied, the result including downstream the result including downstream
emissions indicates that 7 of them, (97% emissions indicates that 7 of them, (97% of total installed capacity), of total installed capacity),
have GHG emissions per MWh have GHG emissions per MWh lower than those from natural gas power lower than those from natural gas power
plants, some of them moreplants, some of them more than 100 times lower. than 100 times lower. The hydro-power plants with emissions The hydro-power plants with emissions
per MWh higher than those of natural gas per MWh higher than those of natural gas fuelled power plants have very low power fuelled power plants have very low power density (less than 0.4 W/m2) and they density (less than 0.4 W/m2) and they totalize only 3% of total installed capacity totalize only 3% of total installed capacity (Balbina has less than 0.1 W/m2).(Balbina has less than 0.1 W/m2).
Tucurui Tucurui 8370 MW 2875 km2 2.91 W / m2 8370 MW 2875 km2 2.91 W / m2 B. Monte B. Monte 11000 MW 400 km2 27.50 W / m2 11000 MW 400 km2 27.50 W / m2
Energia Hidrelétrica no Mundo Energia Hidrelétrica no Mundo
Percentual das fontes na geração elétrica no mundo em1973 e 2006 (IEA, 2008)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Hyd
ropo
wer
(TW
h)
Asia Pacific
Africa
Middle East
Europe & Eurasia
South & Central America
North America
Hydropower generation (TWh) by region from 1965
to 2007(source BP - 2008)
TWh in 2007
857
98
22
833
676
646
Geração hidrelétrica no Mundo
Variação das chuvas devido à mudança climática escala de cores dá faixas de percentual estimado para o período 2090-2099, relativo a 1980-1999.
Region Power prod. capacity (2005)
Change by 2050 (TWh/yr)
GW TWh/yrAfrica 22 90 0.0Asia 246 996 2.7Europe 177 517 -0.8North America 161 655 0.3South America 119 661 0.3Oceania 13 40 0.0TOTAL 737 2931 2.5
Geração elétrica em GW e TWh/ano (2005) e mudança estimada (TWh/ano) devido à
mudança do clima (2050)
Geração Hidrelétrica Geração Hidrelétrica AnualAnual
no Mundono Mundo
Energy Payback of renewable options
280
267
34
5
6
205
170
18
3
3
Low estimateHigh estimate
Solar Photovoltaic
Biomass Plantations
WindpowerHydropower Run-of-river
Hydropower with reservoirEnergy Payback of
thermal options
3,3
5,1
5
16
1,6
2,5
2,5
14
0 4 8 12 16
Low estimateHigh estimate
Nuclear
Natural Gas Combined Cycle
Coal: conventional plant
Coal: CO2 Capture / Storage
Energia Elétrica no BrasilEnergia Elétrica no Brasil
A hidreletricidade é A hidreletricidade é necessárianecessária
para o desenvolvimento do para o desenvolvimento do país?país? O Brasil consome muita eletricidade e O Brasil consome muita eletricidade e
não precisa expandir geração elétrica?não precisa expandir geração elétrica?
Pode expandir geração usando outras fontes de Pode expandir geração usando outras fontes de energia?energia?
Hidreletricidade não é usada nos países ricos?Hidreletricidade não é usada nos países ricos?
Mudança climática inviabilizará hidreletricidade?Mudança climática inviabilizará hidreletricidade?
Energia Elétrica per Capita emEnergia Elétrica per Capita emAlguns Países em DesenvolvimentoAlguns Países em Desenvolvimento
kWh / hab kWh / hab Coreia do Sul – 8000 (valores aproximados)Coreia do Sul – 8000 (valores aproximados)Grécia – 6000 Grécia – 6000 África do Sul - 5000 África do Sul - 5000 Chile – 4000Chile – 4000Venezuela – 4000Venezuela – 4000Argentina – 3000Argentina – 3000China – 2500China – 2500Iran - 2500Iran - 2500Uruguai- 2500Uruguai- 2500BRASIL – 2200 BRASIL – 2200
R$ 400/ MWh
Modelo ElétricoModelo Elétrico
Distribuição
GeraçãoGeraçãoGeração Geração
Hidráulica Nuclear Térmica Eólica
Trasmissão
Subestação
Trasmissão Trasmissão Trasmissão
SubestaçãoSubestação
Perdas
R$ 68/ MWh
0
50
100
150
200
250
300
350
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 20050
50
100
150
200
250
300
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
0
50
100
150
200
250
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
+ 68%
Tarifas e Tarifa(95) corrigida pela inflaçãoExclusive impostos.
Fonte: ANEEL e IBGE
+ 78%
+ 30%+ 62%
Média
Comercial Residencial
Industrial
Uma reflexão sobre a Uma reflexão sobre a integração dos modelos de integração dos modelos de operação, planejamento e operação, planejamento e comercialização no setor comercialização no setor
elétrico brasileiro.elétrico brasileiro.
Seminário COPPE – UFRJ sobre política energética do setor elétrico.
Comparação da Geração ElétricaComparação da Geração Elétrica Hidro Térmica Nuclear AlternativasHidro Térmica Nuclear AlternativasInvestimento /kW Alto Menor Muito alto Alto em geralInvestimento /kW Alto Menor Muito alto Alto em geral
Custo Combustível - Muito alto Baixo VariaCusto Combustível - Muito alto Baixo Varia
Custo da energia Baixo Alto Muito alto Alto em Custo da energia Baixo Alto Muito alto Alto em geral geral
Tempo de construção Grande Menor Grande PequenoTempo de construção Grande Menor Grande Pequeno
Tempo de vida Grande Pequeno Médio VariaTempo de vida Grande Pequeno Médio Varia
Impacto ambiental Reservat. Atmosf. Radiativ. PequenoImpacto ambiental Reservat. Atmosf. Radiativ. Pequeno
Efeito estufa Pequeno Grande Nenhum Nenhum Efeito estufa Pequeno Grande Nenhum Nenhum
Comparação entre os Grandes Comparação entre os Grandes ProjetosProjetos
Belo Monte Madeira Belo Monte Madeira Angra IIIAngra III
Investimento/kW Alto Alto Muito Investimento/kW Alto Alto Muito AltoAlto
Custo de energia Baixo Baixo AltoCusto de energia Baixo Baixo AltoLinha Transmissão Longa Longa Linha Transmissão Longa Longa
MenorMenorEfeito Estufa Pequeno Pequeno Efeito Estufa Pequeno Pequeno
Nenhum Nenhum Oposição Muito Grande Grande MenorOposição Muito Grande Grande Menorambientalambiental
Electric ExclusionElectric Exclusion 12 millions of persons did12 millions of persons did not have electricity in 2003.not have electricity in 2003.
88% of them are in rural 88% of them are in rural areasareas
59% are in the North 59% are in the North
In the North there is not electric grid In the North there is not electric grid isolated system using dieses oil with isolated system using dieses oil with subsides subsides alternatve sources of energy alternatve sources of energy
Energia Hidrelétrica no Brasil Energia Hidrelétrica no Brasil
e Comparaçõese Comparações
Renewable and Fossil Renewable and Fossil Energy % Energy %
0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%
100,00%
Brazil World OECD
RenewableFossil
Table 1 – Top ten countries with largest water resources
Thousands Km3/year M3/year/inhabitant* Brazil 8.2 48.3 Russia 4.5 30.9 Canada 2.9 94.3 Indonesia 2.8 13.3 China 2.8 2.2 USA 2.0 7.4 Peru 1.9 74.5 India 1.9 1.8 Congo 1.3 25.1 Venezuela 1.2 51.0
Source: D’Áraujo 2008; FAO 2003; *per capita data is for 2001
Countries with higher hydro capacity 2005 data
Installed Capacity (MW)
China 100.000 USA 77.354 Canada 71.978 Brazil 71.060
Percentage of economic hydropower potential that is currently utilized in selected countries
0
20
40
60
80NorwayJapanCanadaUSABrazilRussiaIndiaChina
Source: WEC 2007; BEN 2007 for Brazil estimate
Top countries with the highest percentage of hydropower in their electricity generation (%)
0
20
40
60
80
100Norway
BrazilVenezuela
CanadaSwedenRussia
ChinaIndia
JapanUSA
Source: IEA, 2006
Countries with large number of big dams
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000USAIndiaJapanSpainCanadaS CoreaTurkeyBrazilFranceS. AfricaMexicoItalyUKAustraliaNorwayGermany
Source: WCD 2000, excluding China, which has over 22,000 dams
A Polêmica de Belo MonteA Polêmica de Belo Monte
Preço da energia Preço da energia Belo Monte 68 R$/ MWh, Belo Monte 68 R$/ MWh, Termelétricas novas 140 R$ / MWh Termelétricas novas 140 R$ / MWh Investimento previsto - 20 bilhões de reais, Investimento previsto - 20 bilhões de reais, Consórcio fala agora em 26 bilhões, problema a ser resolvido pois Consórcio fala agora em 26 bilhões, problema a ser resolvido pois
deve ser obrigado a manter o preço 68 R$/ MWh deve ser obrigado a manter o preço 68 R$/ MWh Area inundada 516 km²Area inundada 516 km² bem menor que Itaipu com 1300 km²bem menor que Itaipu com 1300 km². . Belo Monte terá 21 W/m².Belo Monte terá 21 W/m². A usina de Balbina tem 0,1 W / m² e Tucurui 2,9 W/ mA usina de Balbina tem 0,1 W / m² e Tucurui 2,9 W/ m22, ,
Problema : a redução da água na Volta Grande do Xingu, o que Problema : a redução da água na Volta Grande do Xingu, o que preocupa moradores ribeirinhos. A solução é garantir uma vazão preocupa moradores ribeirinhos. A solução é garantir uma vazão mínima. mínima.
A potência máxima de Belo Monte é 11 GW e a média é 4,6 A potência máxima de Belo Monte é 11 GW e a média é 4,6 GW. A relação desses dois valores dá o fator de capacidade GW. A relação desses dois valores dá o fator de capacidade de 42%, bem menor que os de Jirau e Santo Antonio.de 42%, bem menor que os de Jirau e Santo Antonio.
Em geral, as hidrelétricas brasileiras têm fator de Em geral, as hidrelétricas brasileiras têm fator de capacidade pouco acima de 50%. capacidade pouco acima de 50%.
Esse fator nas hidrelétricas é em média 21% na Espanha, Esse fator nas hidrelétricas é em média 21% na Espanha, 32% na Suiça, 32% na Suiça, 35% na França35% na França 35% no Japão35% no Japão 36% na China36% na China 46% nos EUA. 46% nos EUA. Belo Monte não pode ser vista isoladamente, pois esta no Belo Monte não pode ser vista isoladamente, pois esta no
sistema interligado, quando ela gerar com 11 GW vai sistema interligado, quando ela gerar com 11 GW vai economizar água em reservatórios de outras usinaseconomizar água em reservatórios de outras usinas
Fontes Alternativas de Energia Fontes Alternativas de Energia
64
O incentivo à participação
de fonte alternativas na matriz energética brasileira
pode se constituir em solução
sob vários aspectos
Socioeconômicos:
Renda e emprego
Estratégicos:Redução da vulnerabilidade
Ambientais
Redução de Impactos
Fontes Alternativas de Energia
Fontes AlternativasFontes Alternativas Racionalização e Eficiência Racionalização e Eficiência
energéticaenergética
Alternativas aos Motores a ExplosãoAlternativas aos Motores a Explosão
Combustíveis AlternativosCombustíveis Alternativos
Alternativas para Geração ElétricaAlternativas para Geração Elétrica
EólicaEólica
SAZONALIDADES DAS FONTES
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
HIDROELÉTRICA UTE BIOMASSA EÓLICA
Período da safra da biomassa: abr a out
Complementaridade das Fontes Alternativas com a Geração Hidrelétrica
Sazonalidades da Oferta
Características da Oferta – 2010 e 2015
2010 2015 Crescimento2010-2015
Hidráulica 85.690 79,3% 97.968 71,0% 12.278 14%
Nuclear 2.007 1,9% 2.007 1,5% 0,0%Gas/GNL 9.308 8,6% 12.257 8,9% 2.949 32%Carvão 1.415 1,3% 3.205 2,3% 1.790 127%Biomassa 4.577 4,2% 7.271 5,3% 2.694 59%Óleo 4.211 3,9% 10.011 7,3% 5.800 138%Eólica 826 0,8% 5.194 3,8% 4.368 529%
Total 108.034 100%
137.913 100% 29.879 28%
(MW) e (%)
68
BiocombustíveisBiocombustíveis
GHG missions in sugar cane ethanol production and GHG missions in sugar cane ethanol production and avoided CO2avoided CO2
Balance of CO2 capture by sugar cane: D = C’+ E + F + Balance of CO2 capture by sugar cane: D = C’+ E + F + G (3)G (3)
Net avoided CO2 by sugar cane ethanol = H + H’ – A – B Net avoided CO2 by sugar cane ethanol = H + H’ – A – B - C (4)- C (4)
A B C C’ D E F G H
X sugar ethanol equipments cane & buildings
indirect fertilizers bagasse X H’ energy etc trash biomass fossil fuels
Plantation
Distillery
Electric generation Industry
Cars ars
Grid
90%
71%61%
40%
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Em
issõ
es e
vita
das
com
para
das
à ga
solin
a (%
)
Brasil - s/ iLUC
EU RED - s/ iLUC
RFS - c/ iLUC
CARB - c/ iLUC
SUGARCANE ETHANOL: GHG REDUCTIONS(SEVERAL METHODOLOGIES, COMPARED TO GASOLINE)
Fonte: Isaias Macedo e Joaquim Seabra (2008); RFS; CARB and European Directive
SUGARCANE ETHANOL
iLUC: indirect land use change EU RED: European Renewable Energy Directive RFS: Renewable Fuels Standard CARB: California Air Resources Board
UNEP
70%
140%
Sugarcane ethanol is an advanced biofuel (first generation biofuel with a
second generation performance).
The Energy Potential The Energy Potential of Sugar Caneof Sugar Cane
Energy from 1 Metric Ton of Sugar Cane Considering Heat Values Mcal/t of cane 92 litters of ethanol (best value) 478 280 kg of bagasse with 50% of humidity 596 280 kg of trash with 50% of humidity 596 Source: Braunbeck, Macedo and Cortez in [Silveira, 2005]
Brazilian consumption: Brazilian consumption: ethanol vs gasolineethanol vs gasoline
Problem : Brazil imports now Problem : Brazil imports now ethanol from USAethanol from USA
(corn ethanol)(corn ethanol)
0
400
800
1.200
1.600
2.000
2.400
Pesquisas em Pesquisas em biocombustíveis de segunda biocombustíveis de segunda
geraçãogeraçãoBiodieselBiodiesel• Centro Brasil China de Energia, Mudanças Centro Brasil China de Energia, Mudanças
Climáticas e Tecnologias InovadorasClimáticas e Tecnologias Inovadoras COPPE – Universidade de Tshingua – COPPE – Universidade de Tshingua –
PequimPequim Cooperação com MPXCooperação com MPX
Cooperação com o Instituto de Química da Cooperação com o Instituto de Química da UFRJ para desenvolvimento de produção UFRJ para desenvolvimento de produção de álcool por hidrólise ácidade álcool por hidrólise ácida
Cooperation COPPE - Tsinghua University
Second Generation Ethanol Lab Second Generation Ethanol Lab at the Instituto Virtual (IVIG) of at the Instituto Virtual (IVIG) of
COPPECOPPEInstituto de Química da UFRJ Instituto de Química da UFRJ
(prof Elba Bon)(prof Elba Bon)FINEP and JapanFINEP and Japan
Outras alternativas Outras alternativas renováveisrenováveis
Exemplo de Microrrede
SolarPilha a combustível
Micro-turbina
BateriaGerador Diesel
=~=
Eólico
Combined Heat & Power
(CHP)
=~=
Ondas
Energia Solar + Integração de Fontes Renováveis aos Sistemas de Energia Elétrica – Smart Grid
APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DE
RESÍDUOS
Converter lixo em energia elétrica com geração de emprego e redução da poluição a preço competitivo. No Brasil, potencial energético do lixo é maior que o das usinas do Complexo do Rio Madeira.
Electric Energy from Waste at Electric Energy from Waste at Federal University of Rio de Federal University of Rio de
JaneiroJaneiro
30 t/day
81
LIXÃOLIXÃO
CRIME
AMBIENTAL
In 2009 COPPE launches a hydrogen powered bus designed to have an autonomy of 300 km
It will use a nationally manufactured hydrogen fuel cell and electricity from kinetic energy regeneration in breaking and from the grid accumulated in batteries. The Project stands out because of its innovative engineering and low cost, nearly 50% less than the price of the European version.
Alternative Energy SourcesAlternative Energy SourcesMagnetic Levitation Powered Magnetic Levitation Powered
TrainTrain
Low velocity urban transport
Designed in COPPE by using magnetic levitation
Very low electric energy consumption
Working in small scale
Prototype
Wave Power PlantWave Power PlantCOPPE has developed a Project for the implantation of the first ocean wave power plant in South America. A pilot plant of 500 kW, will be implanted in Ceará, in the Northeast Region of Brazil Includes a hyperbaric chamber ( developed in COPPE to simulate high pressure marine environments in offshore oil production) water pressure equivalent to 500 meter high waterfall, like that of a hydroelectric power plant Initial studies show that the Brazilian coast has the potential for supplying 15% of the total of the electricity consumed in the country
Renewable and nonpolluting energy, which avoids CO2 emissions.
Laboratory of Ocean enginneringat COPPE
Usina de ondas do marUsina de ondas do mar
COPPE COPPE at the Campus of Federal University of at the Campus of Federal University of Rio de JaneiroRio de Janeiro
COPPECOPPE Technolgy Center of UFRJ
12 graduate programs for master’s and doctor’s degrees Chemical Engineering
Civil Engineering Electrical Engineering Mechanical Engineering Metallurgical and Materials Engineering Systems Engineering and Computer ScienceNuclear Engineering Biomedical EngineeringOcean Engineering Production Engineering Transportation Engineering Energy Planning and Environment
Academic Excellence5 programs - maximum level (7)4 programs - level 63 programs - level 5
320 full-time professors3,000 students350 researchers and technical/ administrative staff
90
Parque TecnológicoParque Tecnológico
91
Parque Tecnológico Polo Verde da Ilha do Fundão Parque Tecnológico Polo Verde da Ilha do Fundão • • GE Global Research CenterGE Global Research Center
Incubadora de Empresas da COPPE COPPE
Para que as tecnologias desenvolvidas em Para que as tecnologias desenvolvidas em seus laboratórios venham a ser utilizadas seus laboratórios venham a ser utilizadas mais amplamente pela sociedade, a COPPE mais amplamente pela sociedade, a COPPE criou o projeto IDEA, em parceria com o criou o projeto IDEA, em parceria com o SEBRAE.SEBRAE.
O projeto visa formar um grupo especializado em O projeto visa formar um grupo especializado em formatar empreendimentos de base tecnológica.formatar empreendimentos de base tecnológica.
Fomentar cultura empreendedora.Fomentar cultura empreendedora. Apoiar, na fase piloto, 7 empreendimentos da Apoiar, na fase piloto, 7 empreendimentos da
COPPE.COPPE. Repassar metodologias para 3 outras universidadesRepassar metodologias para 3 outras universidades
Created by the Brazilian Created by the Brazilian Government and UNDP the Center Government and UNDP the Center
Rio + at COPPERio + at COPPE(World Center for Sustainable (World Center for Sustainable
Development)Development)
Linked to it COPPE and UNEP created the Linked to it COPPE and UNEP created the Global Institute for Green TechnologyGlobal Institute for Green Technology
O VALOR DA P&D (2010)O VALOR DA P&D (2010)
Custo de uma tonelada de Custo de uma tonelada de circuitos integrados..............circuitos integrados..............US$ 848.871,43 US$ 848.871,43
Custo de uma tonelada deCusto de uma tonelada deminério de ferro.....................minério de ferro.....................US$ 39,58US$ 39,58
Custo de uma tonelada deCusto de uma tonelada desoja..........................................soja..........................................US$ 487,36US$ 487,36
Fonte: Alice Web, MDIC, Brasil, 2010. Consulta em 10/02/2011. Ton/US$ FOB. Circuitos importados. Minério de Ferro e Grãos de Soja exportados.
9595
Na indústria de alta e média-alta intensidade tecnológica, cinco setores respondem por 80% do déficit comercial.
Déficits Comerciais Concentrados em Cinco Setores Críticos
SETORES 2002 2005 2008 2010
Farmacêutico 1,89 2,28 4,64 6,38
Equipamentos de rádio, TV e comunicação 1,45 3,88 9,79 11,39
Instrumentos médicos de ótica e precisão 1,62 2,41 5,51 5,65
Produtos químicos,excl. farmacêuticos 4,49 6,17 20,11 16,12
Máquinas e equipamentos mecânicos n. e. 2,51 0,35 8,16 12,73
Déficit Comerciais Setoriais - Indústria de alta e média-alta intensidade tecnológica
Fonte: SCEX / MDIC9696
EFEITOS DA DIFERENÇA DE P&DEFEITOS DA DIFERENÇA DE P&D
Para importar uma tonelada de Para importar uma tonelada de circuitos impressos, o Brasil precisa circuitos impressos, o Brasil precisa
exportar...exportar...
21.445 toneladas de minério de ferro21.445 toneladas de minério de ferroouou
1.742 toneladas de soja1.742 toneladas de soja
9797
COMÉRCIO EXTERNOCOMÉRCIO EXTERNOBRASIL X CHINA – 2010BRASIL X CHINA – 2010
Custo por tonelada importada daCusto por tonelada importada daChina = China = US$ 3.050,00US$ 3.050,00
Custo por tonelada exportada para aCusto por tonelada exportada para aChina = China = US$ 163,73US$ 163,73
Fonte: Alice Web, MDIC, Brasil, 2010. Consulta em 10/02/2011. US$ FOB
9898
O Brasil tem excesso de advogados e falta de O Brasil tem excesso de advogados e falta de engenheirosengenheiros
• Auguste de Saint Hilaire, viajou pelo Brasil, entre 1816 e 1822, Auguste de Saint Hilaire, viajou pelo Brasil, entre 1816 e 1822, e cunhou a expressão que se tornou um ditado popular: “Ou o e cunhou a expressão que se tornou um ditado popular: “Ou o Brasil acaba com as saúvas ou as saúvas acabam com o Brasil”. Brasil acaba com as saúvas ou as saúvas acabam com o Brasil”. Essas formigas que proliferavam, matando as plantas, também Essas formigas que proliferavam, matando as plantas, também aparecem na frase que Mario de Andrade colocou na boca de aparecem na frase que Mario de Andrade colocou na boca de seu herói sem nenhum caráter, Macunaíma: “Pouca saúde e seu herói sem nenhum caráter, Macunaíma: “Pouca saúde e muita saúva, os males do Brasil são”.muita saúva, os males do Brasil são”.
• Entre os tormentos do funcionário público e nacionalista Entre os tormentos do funcionário público e nacionalista Policarpo Quaresma, Lima Barreto incluiu as saúvas. Seu outro Policarpo Quaresma, Lima Barreto incluiu as saúvas. Seu outro tormento era a hipocrisia dos políticos que o faziam pagar tormento era a hipocrisia dos políticos que o faziam pagar multas não por irregularidades, mas por ele não transigir com multas não por irregularidades, mas por ele não transigir com a corrupção. Lima Barreto foi proverbial: “aquela rede de leis, a corrupção. Lima Barreto foi proverbial: “aquela rede de leis, de posturas, de códigos...se transformava em instrumento de de posturas, de códigos...se transformava em instrumento de suplício para torturar os inimigos, oprimir as populações, suplício para torturar os inimigos, oprimir as populações, crestar-lhes a iniciativa...”crestar-lhes a iniciativa...”
• Foram criadas fundações para execução de projetos e apoio à Foram criadas fundações para execução de projetos e apoio à pesquisa nas universidades. O governo fez a Lei das Fundações pesquisa nas universidades. O governo fez a Lei das Fundações e a Lei de Inovação Tecnológica, com o objetivo de agilizar e a Lei de Inovação Tecnológica, com o objetivo de agilizar ações que a burocracia impede com disposições jurídicas que ações que a burocracia impede com disposições jurídicas que emperram a gestão pública anulando qualquer efeito positivo emperram a gestão pública anulando qualquer efeito positivo destas leis.destas leis.