SEGURANÇA ENERGÉTICA Leonam dos Santos Guimarães

Apresentação em tema: "SEGURANÇA ENERGÉTICA Leonam dos Santos Guimarães"— Transcrição da apresentação:

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

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

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

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

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

6 1. Fluxos Materiais

7 2. Volatilidade de preços
Petróleo Petróleo Gás Natural Carvão Menor volatilidade Urânio Pouca sensibilidade do custo da energia gerada 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
Gás Natural Carvão Urânio: anos (sem reciclagem) Carvão Gás Natural

11 a serem descobertos estão na
Os maiores recursos a serem descobertos estão na América do Sul e Caribe

12 Grande parte dos recursos a serem descobertos estão na América do Sul

13 5. Exaustão de Reservas

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

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

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

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

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

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

20 Sazonalidade da oferta hídrica
Caso Brasileiro Sazonalidade da oferta hídrica 20 20

21 Risco hídrico: a crise de 2001
Caso Brasileiro Risco hídrico: a crise de 2001 Não disponibilidade de complementação térmica 20 40 60 80 100 120 140 160 180 jan/99 jan/00 jan/01 jan/02 jan/03 jan/04 jan/05 jan/06 GW mês 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% % Armazenado Armazenado Afluência Produzido Apagão Operação do Sistema - SE/CO (parte hidráulica) Um “Porto de Destino” para o Sistema Elétrico Brasileiro,

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

23 Sistema hidrotérmico com alta renovabilidade
Caso Brasileiro Gestão Segura de um Sistema hidrotérmico com alta renovabilidade 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 23 23

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

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

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

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

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

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

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

31 Carência de séries temporais longas para previsão
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 Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030 32 32

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

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

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

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

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. 37 37

38 Energéticos renováveis
RISCOS à SEGURANÇA Sazonalidades inerentes aos ciclos naturais Hídrica, Biomassa (anual/plurianual) Eólica, Solar (curto prazo) Ondas (curto prazo) e Marés (anual/plurianual) Geotermia (longo prazo) Mudanças climáticas Incertezas quanto ao futuro dos ciclos naturais Limitações no uso do solo e do subsolo Dispersão: uso intensivo do solo Preservação de áreas de interesse Emprego de materiais especiais Emissões de GEE (lifetime) 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 39 39

40 Uso do solo Para MW 40 40

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

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

43 Caso brasileiro Emissões de GEE
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 43 43

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

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 Um sistema elétrico de dimensões continentais
Caso Brasileiro: Um sistema elétrico de dimensões continentais Manaus Brasília São Paulo Itaipu Porto Alegre Fortaleza Salvador Rio de Janeiro Belo Horizonte Recife Angra 4.000 km

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

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

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

50 Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica
Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica 50 50

51 Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica
Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica 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%. 51 51

52 Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica
Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica 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 representavam cerca de 3% da geração total. SERIA ESSE UM MODELO PARA O BRASIL DO FUTURO? 52 52

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

54 MUITO OBRIGADO! Leonam Guimarães