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A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA DESCARBONIZAÇÃO DA ECONOMIA Júlia Seixas Sofia Simões, João Cleto Trabalho de investigação financiado pela FCT/MCES e POCI2010.

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1 A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA DESCARBONIZAÇÃO DA ECONOMIA Júlia Seixas Sofia Simões, João Cleto Trabalho de investigação financiado pela FCT/MCES e POCI2010

2 alterações climáticas + carbono 2007 FEV. O 4º Relatório do Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas (IPCC) reafirma as evidências científicas das alterações do clima e identifica explicitamente as emissões antropogénicas de gases com efeito de estufa (GEE) como o factor determinante do aquecimento do planeta, desde evidência científica

3 alterações climáticas + carbono 2007 agenda política Fórum de Davos (JAN): clima + carbono como top issue da agenda, desde a abertura do Fórum (Ângela Merkel) ao seu encerramento (Tony Blair), e no debate entre os CEOs das maiores empresas americanas, europeias e asiáticas Conselho Europeu (MAR): Nas suas Conclusões de 8/9 Março, estabelece a meta de redução de 20% das emissões em 2020 (face a 1990), e a possibilidade da mesma poder situar-se em 30%, caso outros países desenvolvidos assumam um compromisso de controlo/redução de emissões Cimeira G8 (JUN): Assumido o objectivo comum de redução de 50% das emissões até Primeiro compromisso quantificado assumido pelo Governo Federal EUA, após decisão de não ratificação do Protocolo de Quioto Governo Francês (OUT): Afirma o tema das alterações climáticas como uma das três prioridades da Presidência Francesa da União Europeia (2º semestre 2008) ICAP (OUT): Assinatura, em Lisboa, de acordo para criação de mercado global de carbono. Como signatários: 3 estados americanos + 9 países europeus + Nova Zelândia + Colômbia Britânica.

4 alterações climáticas + carbono 2007 agenda social Óscares Hollywood (FEV): Óscar de Melhor Documentário atribuído a Uma Verdade Inconveniente SOS | Live Earth (JUL): Festival de Música subordinado ao tema Alterações Climáticas + Protecção do Clima Prémios Nobel (JUL): Prémio Nobel da Paz 2007 atribuído conjuntamente a Al Gore e ao IPCC pelo papel na divulgação de informação sobre as causas antropogénicas das alterações climáticas e os esforços desenvolvidos na procura de soluções para o problema.

5 eficiência energética + carbono mercados regulados mercados voluntários mercados baixo carbono eficiência + conservação de energia descarbonização KWh + combustíveis

6 Modelo TIMES (ETSAP - IEA) Oferta E primária: refinação, importações e renováveis Geração de electricidade Transportes: rodoviário passageiros – carros, autocarros e motos, rodoviário mercadorias, ferroviário, aviação, navigação Indústria: Fe&Aço; não Fe;Cl&NH4 + ; Outra Química.; Cimento; Cal; Vidro; Cerâmica; Pasta de Papel e papel; Outras Residencial: Novos & Exist. - Rural/ Urbano /Apartmentos Comercial: Grande e Pequeno Agricultura Preços importação de crude, carvão e gás Projecções da procura serviços de energia e materiais Tecnologias existentes (no ano base) e novas capacidade, disponibilid., eficiência, tempo vida, custos, factores emissão Potenciais nacionais energia primária Hídrica, solar, eólica, biomassa Restrições de política impostos, subsídios, … Minimizar custos totais sistema Combinação óptima de tecnologias de oferta e procura de energia Emissões Custos Capacidade instalada Preços energia final Fluxos de energia e materiais

7 TIMES_PT: Fontes de Informação Estrutura Geral Sectores económicos Tecnologias/Processos existentes (nível de agregação) Fluxos entre processos Tecnologias Informação standard para caracterização de tecnologias (Ex: balanços de massa) Stocks (Ex: capacidade instalada) Eficiência Factor de disponibilidade Rácio Input/Output Parâmetros específicos (Ex: CHPR) Balanço energético Divisão da procura por uso final Diagrama de cargas (timeslices) Balanços Energéticos DGGE & Eurostat ADENE (Projecto EURECO) DGGE Inventário Nacional de Emissões INE EDP, PEGOP, Turbogás, Valorsul, Cogen, EDM, EDA (…) PTEN PNAC Estudos e publicações diversos (...) NEEDS com ajustes e correcções diversos NEEDS

8 TIMES_PT: Função objectivo Soma actualizada dos custos anuais menos ganhos : + custos investimento + custos relativos a material retido na estrutura durante tempo de vida da mesma + custos variáveis + custos fixos operação e manutenção + custos supervisão + custos desmantelamento + impostos - subsídios - recuperação de material NPV: valor actualizado líquido do custos totais ANNCOST: custos anuais totais d: taxa de actualização r: região REFYR: ano de referência para actualização YEARS: conjunto de anos para os quais existem custos (todos os do horizonte de modelação) + anos passados caso tenham sido definidos custos para investimentos passados + anos após horizonte temporal, caso sejam considerados custos de desmantelamento e recuperação material

9 TIMES_PT: Inputs exógenos – Procura (DEM)Procura Cimento (Mt) Papel (Mt) Ferro e Aço (Mt) Vidro (Mt) Pkm Tkm Outras Indústrias (PJ) Agricultura (PJ) Aquecimento Espaço Resid. (PJ) Arrefecimento Espaço Resid. (PJ) Aquecimento de Águas (PJ) Etc. – Elasticidades das procuras finais aos drivers macroeconómicos, rendimento (ELASI) e preço (ELASP)ELASIELASP – Aumento Autónomo de Eficiência na Indústria (AEEI)AEEI – Procura Ano Base (DEM 2000 ) – Dados Sector Residencial – Evolução PopulaçãoEvolução População – Preços de EnergiaPreços de Energia – Progresso tecnológico, intensidade energética e evolução trabalho/produtividade – UE-22 Meta Crescimento PIB (2 a 2.5%) – Preços de EnergiaPreços de Energia – Potencial de Energia Primária e CustosPotencial de Energia Primária e Custos – Tecnologias Novas e ExistentesTecnologias Novas e Existentes – Restrições de Política (e.g. restrições de emissões de CO2)Restrições de Política GEM-E3 Função Optimização – Cenários de Energia – Perfil de tecnologias – Custos do sistema – Emissões TIMES_PT – Drivers Macroeconómicos Nacionais (DRGR) crescimento do PIBPIB Consumo PrivadoConsumo Privado Crescimento Sectorial: Indústria, Serviços, transportes e agricultura. – PRGR: Evolução de Preços (PRGR) GEM-E3: Modelo de Equilíbrio Geral Energia-Economia-Ambiente Inputs Outputs Geração de Procura no Residencial * DEM t * = Procura Indústria, Comercial, Transportes e Agricultura

10 TIMES_PT: Evolução da procura % anual ( / ) Vidro (2,7% / 1,3%) tkm (3.4% / 1,5%) Cimento (2,5% / 1,2%) Pasta papel (1,8% / 0,4%) Ferro & Aço (1,2% / 0,0%) Aquec. H2O (1,5% / 0,6%) pkm (1,1% / 0,7%) Aquec. (0,8% / 0,3%) Outra ind. (0,6% / 1,9%)

11 2,0% TIMES_PT: Calibração Clínquer Pasta de papel 1,6% 1,5% 1,0%

12 TIMES_PT: Potenciais de Energia Primária Fonte Custos extracção não energéticos (/GJ) (projecto VIEWLS) Biomassa florestal (PJ) (+28%)Estimativa4.89 Biogás (PJ)0.129 (+100%) GPPAA & Extrapolação PNAC Culturas p/ Biocombustíveis (PJ)0.015 (+100%) Extrapolação Fórum Energias Renováveis 1.30 Produção biocombustíveis (PJ)0.050 (+100%) Estimativa - capacidade instalada esperada em RSU (PJ)7.310 (+27%)Extrapolação do PNAC5.81 Lamas industriais (PJ)0.02 (+100%)Estimativa5.81 Hídrica (PJ) (+58%) Comunicação Ministro Economia Eólica onshore (GW)0.75 (+98%) Estimativa conservadora com base em REN 0.00 Eólica offshore (GW)0.02 (+100%)Estimativa0.00 Solar- AQS (PJ)0.838 (+98%) Extrapolação do Fórum Energias Renováveis 0.00 Solar-geração electricidade (GW)0.02 (+100%)Estimativa0.00 Geotérmico (PJ)0.68 (+93%) Extrapolação do Fórum Energias Renováveis 0.00 Ondas (GW)0.05 (+100%) Cruz, J., Sarmento, A. (2004). Energia das Ondas 0.00

13 TIMES_PT: cenários Cenário Base (+27%/1990) Kyoto Scenario Nuclear não é uma opção Utilização das centrais existentes a Gás Natural + instalação de pelo menos 200 MW novos entre Novas centrais a carvão apenas após 2015 & carvão não aumenta em sectores da procura; novas centrais a carvão têm CCS Utilização min. de centrais RSU e biomassa Min. 1.1 MW eólicas onshore em 2005 (tarifa) 5.75% biocombustíveis do gasóleo e gasolina em 2010 Min. 39% electricidade renovável em 2010 IVA sobre combustíveis e electricidade Sem sumidouros Tectos de emissões de CO 2 +27% no período sobre níveis de1990 Cenários de restrição de emissões de CO 2 : +10% 0% -10% -30%

14 TIMES_PT: Curva de custos marginais de redução do CO2 Menor utilização centrais a carvão e substituição CHP e caldeiras a fuel por gás CHP dedicadas fuel substituídas por CHP a carvão com CCS; caldeiras da indústria completamente substituídas por novas; novos fornos; electricidade gerada por centrais novas incluindo IGCC gás com CCS; geração de H2 a partir solar c/ backup de gás

15 TIMES_PT: Curva de custos marginais de redução do CO2, em função da procura Eficiência tecnológica no comercial substituição de caldeiras a diesel (eff. 0.75) por bombas de calor que produzem aquecimento ambiente e de águas (eff 2.0 e 1.04); na geração de electricidade substituição de turbinas a vapor de carvão com eff. de 0.36 por CHP de gás com eff de 0.46

16 TIMES_PT: Curva de custos marginais de redução do CO2, em função da procura Eficiência tecnológica no comercial substituição de caldeiras a diesel (eff. 0.75) por bombas de calor que produzem aquecimento ambiente e de águas (eff 2.0 e 1.04); na geração de electricidade substituição de turbinas a vapor de carvão com eff. de 0.36 por CHP de gás com eff de 0.46 Elasticidade procura preço Redução da procura comparativa/ ao cenário BASE : 1 a 12% - aquecimento 1a11% - pkm

17 TIMES_PT: Indicadores de eficiência energética

18 TIMES_PT: Indicadores de descarbonização


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