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Leonam dos Santos Guimarães 14º Encontro de Energia FIESP, Painel Segurança Energética 5 de agosto de 2013.

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1 Leonam dos Santos Guimarães 14º Encontro de Energia FIESP, Painel Segurança Energética 5 de agosto de 2013

2 comum a todas as formas de energia comum a todas as formas de energia Disponibilidade dos energéticos Disponibilidade dos energéticos Não-renováveis (fósseis e urânio) Não-renováveis (fósseis e urânio) Renováveis Renováveis específico à energia elétrica onde o consumo é simultâneo à produção Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Interligações Interligações Redundâncias Redundâncias SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA { {

3 comum a todas as formas de energia comum a todas as formas de energia Disponibilidade dos energéticos Disponibilidade dos energéticos Não-renováveis (fósseis e urânio) Não-renováveis (fósseis e urânio) Renováveis Renováveis específico à energia elétrica onde o consumo é simultâneo à produção Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Interligações Interligações Redundâncias Redundâncias SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA { {

4 Energéticos não-renováveis RISCOS à SEGURANÇA 1.Descontinuidade dos fluxos materiais Interrupção ou redução por razões físicas ou políticas Interrupção ou redução por razões físicas ou políticas 2.Volatilidade de preços Interrupção ou redução por aumento de custos Interrupção ou redução por aumento de custos 3.Limitações no armazenamento Tempo disponível para enfrentar descontinuidade nos fluxos Tempo disponível para enfrentar descontinuidade nos fluxos 4.Emissões de GEE Restrições de uso das fontes emissoras Restrições de uso das fontes emissoras 5.Não-renovabilidade Exaustão das reservas Exaustão das reservas Sustentabilidade (responsabilidade para com as gerações futuras) Sustentabilidade (responsabilidade para com as gerações futuras)

5 1. Fluxos Materiais Petróleo Petróleo Gás Natural Gás Natural Carvão Carvão Urânio Urânio Pequenos volumes Pequenos volumes Petróleo Gás Natural Carvão Fonte: BP Energy Statistics 2012

6 1. Fluxos Materiais

7 2. Volatilidade de preços Petróleo Petróleo Gás Natural Gás Natural Carvão Carvão Menor volatilidade Menor volatilidade Urânio Urânio Menor volatilidade Menor volatilidade Pouca sensibilidade do custo da energia gerada Pouca sensibilidade do custo da energia gerada Petróleo Gás Natural Fonte: BP Energy Statistics 2012

8 3. Limitações no armazenamento

9 4. Geração de GEE

10 5. Exaustão de Reservas Relação Reserva/Produção R/P Petróleo Petróleo Gás Natural Gás Natural Carvão Carvão Urânio: anos (sem reciclagem) Urânio: anos (sem reciclagem) Petróleo Gás Natural Carvão

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13 5. Exaustão de Reservas

14 Caso Brasileiro Produção x Oferta de Energia Fonte: Balanço Energético Nacional 2011 Alta renovabilidade da matriz energética caso único no mundo

15 Caso Brasileiro Fonte: Balanço Energético Nacional 2011 Baixa dependência de energéticos não-renováveis externos

16 Caso Brasileiro Baixa contribuição do setor energia e indústria para as emissões totais de CO2

17 Caso Brasileiro Sistema Elétrico único no mundo MUNDO BRASIL CARVÃO FONTE: IEA e MME/BEN CARVÃO GAS HIDRO NUCLEAR ÓLEO OUTRAS BIOMASSA (cana) CARVÃO GAS HIDRO NUCLEAR ÓLEO OUTRAS BIOMASSA (cana) RENOVÁVEL: 18% FÓSSIL: 68% RENOVÁVEL: 86% FÓSSIL: 10%

18 comum a todas as formas de energia comum a todas as formas de energia Disponibilidade dos energéticos Disponibilidade dos energéticos Não-renováveis (fósseis e urânio) Não-renováveis (fósseis e urânio) Renováveis Renováveis específico à energia elétrica onde o consumo é simultâneo à produção Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Interligações Interligações Redundâncias Redundâncias SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA { {

19 Energéticos renováveis RISCOS à SEGURANÇA Sazonalidades inerentes aos ciclos naturais Sazonalidades inerentes aos ciclos naturais Hídrica, Biomassa (anual/plurianual) Hídrica, Biomassa (anual/plurianual) Eólica, Solar (curto prazo) Eólica, Solar (curto prazo) Ondas (curto prazo) e Marés (anual/plurianual) Ondas (curto prazo) e Marés (anual/plurianual) Geotermia (longo prazo) Geotermia (longo prazo) Mudanças climáticas Mudanças climáticas Incertezas quanto ao futuro dos ciclos naturais Incertezas quanto ao futuro dos ciclos naturais Limitações no uso do solo e do subsolo Limitações no uso do solo e do subsolo Dispersão: uso intensivo do solo Dispersão: uso intensivo do solo Preservação de áreas de interesse Preservação de áreas de interesse Emprego de materiais especiais Emprego de materiais especiais Emissões de GEE (lifetime) Emissões de GEE (lifetime) Restrições de uso fontes emissoras Restrições de uso fontes emissoras

20 Caso Brasileiro Sazonalidade da oferta hídrica

21 Não disponibilidade de complementação térmica Um Porto de Destino para o Sistema Elétrico Brasileiro, Operação do Sistema - SE/CO (parte hidráulica) Caso Brasileiro Risco hídrico: a crise de 2001

22 Evolução Histórica dos Reservatórios SudesteCentro-Oeste (Sudeste e Centro-Oeste) Evolução Histórica dos Reservatórios SudesteCentro-Oeste (Sudeste e Centro-Oeste) FONTE: ONS

23 Tomada de decisão baseada em modelos de previsão hídrica baseados em séries temporais longas, que inexistem para as demais renováveis, tornando o processo mais complexo na medida que essas novas renováveis crescem na matriz elétrica Caso Brasileiro Gestão Segura de um Sistema hidrotérmico com alta renovabilidade

24 NO ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL EM 2012 Fonte : ONS Geração total do SIN ,097GWh 2012/2011 = 4,61% 2012/2011 = 4,61%

25 Complementação Térmica no SIN (MWmédios) % termo/hidro 2000 = 6,26% % termo/hidro 2012 = 15,74%

26 risco crescente de crise de suprimento Fonte: Lista da ONS dos Principais Reservatórios / 2010 Cresimento da Potência Hídrica Instalada sem crescimento proporcional na Capacidade de Armazenamento Complementação Térmica no SIN (MWmédios)

27 Expansão da oferta hídrica Plano Decenal de Expansão PDE-2021

28 Evolução do armazenamento hídrico Plano Decenal de Expansão PDE-2021

29 Caso Brasileiro Perda da capacidade de armazenamento Contínua perda de auto-regulação requerendo aumento nas parcelas térmicas de base e de complementação

30 Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa Plano Decenal de Expansão PDE-2021

31 Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa Não possuem auto-regulação: + REGULAÇÃO TÉRMICA Complementação numa dinâmica mais rápida que a hídrica Carência de séries temporais longas para previsão

32 Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030 Plano Nacional de Energia PNE-2030

33 Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030 Plano Nacional de Energia PNE-2030

34 Significativa expansão das fontes PCH, eólica e biomassa Plano Nacional de Energia PNE-2030

35 Necessária expansão das fontes térmicas Plano Nacional de Energia PNE-2030

36 FUTURO (2030 – 2060) POTENCIAL HIDRELÉTRICO: Parcela técnica, ambiental e economicamente viável a ser desenvolvida: 150/180 GW do total de 260 GW Hidro

37 FUTURO (2030 – 2060) Esgotamento do potencial hídrico A expansão terá que ser baseada no mix Gás natural (dependendo da quantidade e custo de Pré-Sal), Carvão (dependendo da viabilidade de CCS e carvão limpo) e Nuclear. Fontes renováveis (biomassa, eólica, solar) e expansão dos programas de eficiência energética (aumento dos custos marginais de expansão) serão um complemento importante permitindo economizar a água dos reservatórios, o que amplia a capacidade das hidrelétricas de fazerem regulação da demanda.

38 Energéticos renováveis RISCOS à SEGURANÇA Sazonalidades inerentes aos ciclos naturais Sazonalidades inerentes aos ciclos naturais Hídrica, Biomassa (anual/plurianual) Hídrica, Biomassa (anual/plurianual) Eólica, Solar (curto prazo) Eólica, Solar (curto prazo) Ondas (curto prazo) e Marés (anual/plurianual) Ondas (curto prazo) e Marés (anual/plurianual) Geotermia (longo prazo) Geotermia (longo prazo) Mudanças climáticas Mudanças climáticas Incertezas quanto ao futuro dos ciclos naturais Incertezas quanto ao futuro dos ciclos naturais Limitações no uso do solo e do subsolo Limitações no uso do solo e do subsolo Dispersão: uso intensivo do solo Dispersão: uso intensivo do solo Preservação de áreas de interesse Preservação de áreas de interesse Emprego de materiais especiais Emprego de materiais especiais Emissões de GEE (lifetime) Emissões de GEE (lifetime) Restrições de uso fontes emissoras Restrições de uso fontes emissoras

39 Mudanças climáticas Mapas de mudança climática mostram, nos cenários pessimista (A2) e otimista (B1), o surgimento de novos climas nas regiões tropicais e subtropicais e o desaparecimento de outros em montanhas tropicais e nas áreas próximas aos pólos. Quanto mais vermelho, mais intenso o efeito descrito. Fonte: Jack Williams/ Universidade de Wisconsin

40 Uso do solo Para MW

41 Expansão da oferta hídrica Mapa ilustrativo Fonte: MMA (fev/05) 90% do potencial está na Amazônia maior parte de médio e pequeno porte RESTRIÇÕES: distância topografia uso do solo reservatórios transmissão Uso do solo

42 Uso do subsolo Materiais especiais em tecnologias de energia limpa Fonte: US DOE – Critical Materials Strategy

43 gramas de CO2 equivalente por Kw.hora elétrico gerado Comparação da Emissão de Gases de Efeito Estufa na Geração Nuclear de Eletricidade no Brasil com as de outras fontes, Carlos Feu Alvim, Omar Campos Ferreira, Olga Mafra Guidicini, Frida Eidelman, Paulo Achtschin Ferreira, Marco Aurélio Santos Bernardes, in Economia & Energia Ano XV No 79 Outubro/Dezembro de 2010 ISSN Caso brasileiro Emissões de GEE

44 Disponibilidade dos energéticos (oferta) Disponibilidade dos energéticos (oferta) Não-renováveis (fósseis e urânio) Não-renováveis (fósseis e urânio) Renováveis Renováveis específico à energia elétrica onde o consumo é simultâneo à produção Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição (demanda) Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição (demanda) Interligações Interligações Redundâncias Redundâncias SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA { {

45 SEGURANÇA ENERGÉTICA Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Eletricidade é produzida e consumida simultaneamente Sistemas elétricos operam em equilíbrio instável Ajustes permanentes em tempo real

46 Caso Brasileiro: Um sistema elétrico de dimensões continentais Manaus Brasília São Paulo Itaipu Porto Alegre Fortaleza Salvador Rio de Janeiro Belo Horizonte Recife Angra km km4.000

47 Caso Brasileiro: Um sistema elétrico de dimensões continentais Fontes de geração concentradas (grandes hidros) distantes dos centros de consumoFontes de geração concentradas (grandes hidros) distantes dos centros de consumo Alto grau de interligação com grandes intercâmbios de energia entre regiõesAlto grau de interligação com grandes intercâmbios de energia entre regiões

48 Caso Brasileiro: Um sistema elétrico de dimensões continentais Longas linhas de transmissão de alta capacidadeLongas linhas de transmissão de alta capacidade –Confiabilidade das LTs e SUBs é crítica (REDUNDÂNCIAS) Limitada capacidade de segregação e reconfiguraçãoLimitada capacidade de segregação e reconfiguração + Confiabilidade: + DIVERSIDADE + geração próxima às cargas

49 Aumento da participação das novas renováveis: Eólica, Solar, Biomassa, PCHs Caso Brasileiro: Pequenas unidades de geraçãoPequenas unidades de geração Longe dos centros de consumoLonge dos centros de consumo –Exceções em biomassa e PCHs Sazonalidade (curto, médio e longo prazo) + geração varia em tempo realSazonalidade (curto, médio e longo prazo) + geração varia em tempo real –à exceção de biomassa e PCHs } } capilarização dacapilarização da transmissão transmissão aumento deaumento de intercâmbios intercâmbios Complementaçãohidrotérmica em tempo real para garantir estabilidade Confiabilidade e Estabilidade impõe limites à expansão

50 Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica

51 A evolução do sistema elétrico canadense nos últimos 50 anos guarda muitas similaridades com a situação do sistema elétrico brasileiro nos últimos 15 anos. A partir de uma contribuição de mais de 90% em 1960, a participação da hidroeletricidade no Canadá declinou de forma constante até 1990, quando se estabilizou em torno de 60%. Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica

52 No Canadá, o crescimento da geração térmica, operando na base permitiu que a geração hídrica passasse a fazer a regulação de demanda e da sazonalidade das novas renováveis, que em 2010 representavam cerca de 3% da geração total. SERIA ESSE UM MODELO PARA O BRASIL DO FUTURO? Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica

53 Gestão Segura de um Sistema com alta renovabilidade base hidro base termo complementação termo Seguimento hidro Base hidro: mínima ENA Base termo: nuclear

54 Leonam Guimarães


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