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Panorama de geração e consumo globais Seminário – Tecnologia e Desenvolvimento Lucas Cervenka Sauthier Pedro Salvagni Outubro de 2013.

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1 Panorama de geração e consumo globais Seminário – Tecnologia e Desenvolvimento Lucas Cervenka Sauthier Pedro Salvagni Outubro de 2013

2 Matriz Energética Mundial 2 Gás Natural (21,4%) Indústria Hidro (2,3%) Eletricidade Carvão 27,3% Indústria Nuclear (5,7%) Eletricidade Petróleo 32,4% Transporte

3 Carvão Hidro Petróleo Biocombustíveis e resíduos Gás NaturalNuclear Outras Consumo de energia primária por fonte ( ) [Mtoe] 1 Mtoe ~ MWh 3 Matriz Energética Mundial

4 4 Fóssil-TérmicaNuclearHidroOutras Geração elétrica mundial por fonte ( ) [TWh] Energia Elétrica Mundial

5 Indicadores Nacionais de Conversão 5 CARVÃO PETRÓLEO NUCLEAR GÁS NATURAL HIDRELÉTRICA RENOVÁVEIS

6 Correlação IDH x Consumo per capita Source: Human Development Index – 2010 data United Nations; Annual Per Capita Electricity Consumption (kWh) data World Bank Consumo de eletricidade per capita anual (kWh) Índice de Desenvolvimento Humano IDH Muito Alto Alto Médio Baixo 4000 kWh por pessoa por ano é o limite divisor entre países desenvolvidos e subdesenvolvidos. 6

7 Gás Natural 7 Produto emissor de gases de efeito estufa Transporte e armazenamento caro e arriscado Requer infra-estrutura cara, própria e inflexível Volatilidade de preços Jazidas concentradas geograficamente Produto cartelizado e mercado manipulável Eficiente e conveniente Combustível multiuso Alta densidade energética

8 Gás Natural 8 Produtoresbcm% mundial Rússia67720 EUA65119,2 Canadá1604,7 Qatar1514,5 Irã1494,4 Noruega1063,1 China1033,0 Arábia Saudita922,7 Indonésia922,7 Holanda812,4 Resto do Mundo ,3 Mundo ExportadoresBcm Russia196 Qatar119 Noruega99 Importadoresbcm Japão116 Itália70 Alemanha68

9 Petróleo 9 Conveniente Alta densidade energética Fácil de transportar e de armazenar Co-evolução da fonte energética com os equipamentos para seu uso Fortemente poluidor da atmosfera Preços voláteis Concentração geográfica das jazidas Produto cartelizado e mercado manipulável Vulnerabilidade de interrupção de oferta e instabilidade geopolítica Riscos de transporte e armazenamento Reservas em esgotamento

10 Petróleo ProdutoresMt% mundial Arábia Saudita51712,9 Rússia51012,7 EUA3468,6 Irã2155,4 China2035,1 Canadá1694,2 EAU1493,7 Venezuela1483,7 México1443,6 Nigéria1393,5 Resto do Mundo ,6 Mundo ExportadoresMt Arábia Saudita333 Rússia246 Nigéria129 ImportadoresMt EUA513 China235 Japão181 10

11 Petróleo 11

12 Carvão 12 Abundante, economicamente acessível, uso seguro Fácil de transportar e de armazenar Amplamente distribuído Alta emissão de gases de efeito estufa Necessita portentosos investimentos para desenvolvimento de tecnologias que reduzam as emissões de gases de efeito estufa (GEE) a níveis aceitáveis Extração perigosa

13 Carvão 13 ProdutoresMt% mundial China357645,9 EUA100412,9 Índia5867,5 Australia4145,3 Indonésia3764,8 Rússia3344,3 África do Sul2533,3 Alemanha1892,4 Polônia1391,8 Kazaquistão1171,5 Resto do Mundo 79510,3 Mundo ExportadoresMt Indonésia309 Austrália285 Rússia99 ImportadoresMt China177 Japão175 Coréia do Sul129

14 Carvão: China trilhões kWh/ano (~67%) 13% reservas mundiais Grande utilização na indústria do aço Betuminoso Antracito Marrom Tradicionalmente utilizado nas residências China Shenhua Group 16ª empresa

15 Carvão: Reservas bi t 157bi t 114bi t 76bi t 7bi t

16 Nuclear 16

17 Nuclear 17 De 1976 a 2010: produção de 500 para 3000 TWh. Grande produtividade por área de planta. Baixa emissão de gás carbônico Grande disponibilidade de combustível Alta demanda de água de resfriamento Altíssimo custo de instalação Lixo nuclear estocado em minas de sal Risco de desastre ambiental Em processo de desativação em alguns lugares devido ao clamor público. /Dissertacoes2010/DissertacaoMarcosCesaretti.pdf

18 Hidrelétrica 18

19 Hidrelétrica: Convencional 19 Produção quadriplicada nos últimos 40 anos. Baixa emissão de gás carbônico. Baixo custo por kWh Bom potencial de produção em grandes países consumidores: Estados Unidos, Canadá, Brasil, Rússia e China Alto nível de degradação ambiental inclusive nas PCH´s. Alto custo de implantação Necessita de topografia especifica Baixa viabilidade de novas usinas

20 Hidrelétrica: Geotérmica 20

21 Hidrelétrica: Geotérmica 21 Baixa emissão de gás carbônico. Viabilidade: México, Japão, Filipinas, Quénia e Islândia, EUA, Nova Zelândia até 400 MW numa planta Pode ser usada em habitações, piscinas e estufas de agricultura Poços de 100 metros a 10 km metros dificultam a utilização do recurso Emissão de enxofre Instabilidade geológica Primeira em 1904 Itália Brown, D.W.; Duchane,D.V. (1999). Scientific progress on the Fenton Hill HDR project since 1983, Geothermics 28(4-5),

22 Hidrelétrica: Marítima 22

23 Hidrelétrica: Marítima 23 Baixa emissão de gás carbônico. Alta disponibilidade de fontes Moderado impacto ambiental devido a não queima de combustíveis Altíssimo custo – 0,24 /kwh Baixa viabilidade economica devido a baixa taxa de conversão (exergia). Plantas de até 1 MW Somente em águas rasas, profundidades de 20 a 40 metros. Primeira em 1904 Itália Brown, D.W.; Duchane,D.V. (1999). Scientific progress on the Fenton Hill HDR project since 1983, Geothermics 28(4-5),

24 Renováveis: Solar 24

25 Renováveis: Solar 25

26 Renováveis: Solar 26 Producao mundial de 2.6 GW (Equivalente a 18% de Itaipu) Japão 1,13 GW Alemanha 794 MW Estados Unidos 365 MW

27 Renováveis: Solar 27 Baixa emissão de gás carbônico. Alta disponibilidade de fontes Moderado impacto ambiental devido a não queima de combustíveis A Terra recebe 174 Petawatts sendo W/m² Boa implantacao em lugares isolados Eficiencia média de 15% Produtividade prejudicada pelas variações de clima Fatia de mercado insignificante comparado as fontes de energia tradicionais. Demanda grandes áreas

28 Renováveis: Eólica 28 Intermitência (vento é uma variável estocástica) Ausência de controle Impacto sonoro Construção Dificultada Linhas de transmissão inacessíveis Inesgotável Energia Limpa Os parque eólicos são compatíveis com outros usos e utilizações do terreno como a agricultura e a criação de gado

29 Eólica 29

30 Eólica 30 49GW 22GW 30GW 67GW 6GW Fonte: Revista GTD Energia Elétrica

31 Custos: Centavos/kWh 31

32 Custos: Fundacao WWF: _para_tomadores_de_decisao.pdf _para_tomadores_de_decisao.pdf 32 Fonte Custo de instalação (R$/kWh) Hidrelétrica3450 PCH5000 Eólica3350 Biomassa3000 Nuclear3000 Gás natural3000 Carvão pulverizado2750

33 33 icity_generation.pdf

34 Custo Ambiental 34

35 Emissões de CO 2 por país 35 Fonte: The Carbon Map Org

36 Emissões de CO 2 por fonte Etapas agregadas NuclearCarvão GNc.c FC 20% GNc.c FC 80% BagaçoO. dieselO. comb.EólicaF.voltaica Montante19,17,426,320,24976,366,115,4105 Geração0, ,40 Jusante7,80,20,60,2 0,41,3 Fugitivas0,176,331, Total27, Sub-total sem geração 27,083,958,451,849,077,367,415,4105,0 36 Quantidade de g de CO2 / kWh

37 Outras fontes: Energia azul 37 3 W/m² é a máxima produtividade atual

38 Outras fontes: Hidrogênio 38 and-japan.html

39 Outras fontes: Hidrogênio 39 Projeto europeu de 20 postos de abastecimento automotivo

40 Perguntas 1) Quais os principais impactos ambientais no ciclo de vida de uma planta solar? Cite 3. 2) Quais as maiores limitações para implantação de novas usinas de energia eólica? 40

41 Referências World Energy Statistics 2012 – International Energy Agency Human Development Index – 2010 data United Nations; Annual Per Capita Electricity Consumption (kWh) data World Bank 41


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