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Weizmann Institute’s Alternative Sustainable Energy Research Initiative Presentations are at

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Apresentação em tema: "Weizmann Institute’s Alternative Sustainable Energy Research Initiative Presentations are at"— Transcrição da apresentação:

1 Weizmann Institute’s Alternative Sustainable Energy Research Initiative Presentations are at ENERGIA O Desafio Global

2 Viver a vida a que aspiramos, de forma sustentável, é um desafio sem predecentes Por quê? Weizmann Institute’s Alternative Sustainable Energy Research Initiative Presentations are at Três Razões: ENERGIA O Desafio Global

3 Os maiores desafios da humanidade* E N E R G IA  sustentabilidade de recursos ÁGUA  (  energia) MEIO-AMBIENTE (  energia) COMIDA (  energia) SAÚDE/DOENÇAS (  energia) POBREZA(~ energia) EDUCAÇÃO, SEGURANÇA P O P U L A Ç Ã O  ( ~ energia barata) -a- A Energia define o accesso à maioria dos outros recursos Credits/sources: many slides or parts of them came from (websites of): IEA, USDOE BES, NREL, N. Lewis (Caltech), P. Alivisatos, S. Chu (UCB /LBL), A. Nozik, S. Kurtz, D. Ginley (NREL), J. Karni, I. Lubomirsky, I. Maron, G. Hodes (WIS), A. Zaban (BIU), L. Bronicki (Ormat), Y. Lou (CWRU), G. Crabtree, * after the late R. Smalley (Rice U)

4 clima água alimento energia -a- A Energia define o accesso à maioria dos outros recursos

5 Não exatamente…. A questão é mais: de QUAIS tipos de energia nós precisamos, QUANDO e ONDE? (É necessária energia para transformar energia “tipo A” em energia “tipo B”) O que é energia? Energia (Trabalho): kWh Potência kW (sua conta de luz!)(consumo por pessoa) kW/person~ 0.7 India (2008 data)~ 1.8Brasil ~ 2.1 China ~ 2.4 média mundial* ~ 4.7 Europa Ocid. ~10 EUA * para prod.de alimentos: 0.14 é a média mundial Ela está acabando? (Energia se conserva, E=mc 2 ; --> energia nuclear!)

6 Demanda de Energia Mundial Total em 2010: ~14.5 TW; em 2050: ~28 – 40 ?? TW 1 TW = 1000 GW 1 GW = 1000 MW 1 MW = 1000 kW Estimativas de 2009 (%) E.U.A ~ 19 U.E ~ 14 FSU ~ 10 Brasil ~ 2.2 Sudeste Asia ~ 25 China ~ 16 Japão ~ 5 India ~ 5 Israel ~ 0.2 Usina de Itaipu, Capacidade de prod.12.5 GW e

7 1 TW = 1,000,000,000,000 W(Brasil ~ 0.35 TW) 1 GW = 1,000,000,000 W (Itaipu ~ 12.5 GW e ) 1 MW = 1,000,000 W (potência para 1000 EUA residências) 1 kW = 1,000 W (1 aparelho de ar condicionado) Recarregador de celular~ 5 W e TV ou Laptop, PC~ 20W e Geladeira + freezer~ 40W e Lavadoura de roupas ~ 500W e Demanda de Energia Mundial Total em 2010: ~14.5 TW; em 2050: ~28 – 40 ?? TW

8 Fontes de energia mundiais por Tipo TWTW for Pe tr óle o carvão Nuclear ENERGIA: J, Wsec; BTU POTÊNCIA : W = J/sec 1 TW = 1000 GW 1 GW = 1000 MW 1 MW = 1000 kW gás > 80% da energia mundial vem de combustíveis fósseis -b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis? Hidro Outro Bio- massa Renováveis

9 Mas.. O petróleo vai acabar…. Claro, em algum ponto ele vai acabar, e, sim, O petróleo limpo e barato está acabando mas… Será que a gente realmente sabe? -b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis?

10 From S. Kurtz, NREL; Source: EIA (Energy Information Administration) Reservas de Petróleo de acordo com vários países E confiar nas companias petrolíferas não é lá muito melhor…

11 Reservas de Energia e Recursos (em número de anos de consumo anual igual a 2000 Ultimate Recursos constante independente de tempo: ~30-50 anos de petróleo Reservas Mas lembre-se: “a Idade da Pedra não acabou por falta de pedras” Sheik Ahmed Zaki Yamani, Ministro do Petróleo Saudita, b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis? Petróleo ≥ 40 ≥ 50 Gás ≥ 70 ≥ 200

12 “Reservas” de Energia e Recursos (em número de anos de consumo anual igual ao de 2000) Possíveis Recursos Petróleo ≥ 40 ≥ 50 Gás ≥ 70 ≥ 200 Carvão ~ 100 ~ 400 Reservas Então… o carvão resolve os problemas…. e … -b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis?

13 carvão  aquecimento global -b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis?

14 Se por um lado nem todo mundo concorda que carvão  aquecimento global Poucos contestam o fato de que NÓS poluímos nossa ÁGUA, nosso AR e o Planeta. -b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis?

15 Então..…existem outras alternativas? A opção “lógica”: Energia Nuclear Por quê?

16 Pré-domesticação animal Fontes de energia através dos tempos* * “Mundo ocidental” -c- Até hoje, novas fontes de energia sempre forneceram mais energia no mesmo peso e volume que as anteriores

17 E existem outras alternativas? Nuclear “Lunar” (gravitacional)

18 Existem outras alternativas? Nuclear : aqui e longe (incl. geotérmica, solar)  Fontes de energia renováveis * SOLAR (incl. éolica, hidrelétrica, biocombustível) * Geotérmica; marés*, correntes oceânicas/ ondas* * “Lunar”

19 1.2x10 5 TW ~ 100s TW (x 0.1  10s TW) 0.22 TW p (outra) solar Energia Renovável no Planeta Eólica ~3-8 TW 0.24 TW p Biomassa Incl. toda a terra ainda não cultivada → ~5 TW (H 2 O?) 1.9 TW (0.2 TW sustentável) Hidrelétrica 1.5 TW 0. 8 TW Geotérmica ~1 TW ~ 0.03 TW Mas.… armazenamento vermelho: existe e sabemos como obter roxo: usada atualmente

20 0.2 GW p (  ~40 MW c ) usina em Golmud, PRChina Maior usina células solares do mundo(2009) 30 TW p (~ 6 TW C ) exigirão 1 usina como essa, Por HORA, pelos próximos ~ 20 anos Nellis AFB (S. Nevada) USINAS SOLARES HOJE 03/’12 Potência fotovoltaica global instalada~0.07 TW p Meta da China>2012 ≥ TW p /ano

21 Energia Eólica Parque eólico Offshore EÓLICA ACUMULADA 10/11 ~ 0.24 TW p ~ 0.08 TW c

22 Energia Eólica Parque eólico Offshore EÓLICA ACUMULADA 10/11 ~ 0.24 TW p ~ 0.08 TW c Maior parque eólico do mundo: Roscoe Wind Texas, 0.78 GW p Para se conseguir 10 TW c 5 / por dia por 22 anos Meta da China:~0.05 TW c em10 anos BIOCOMBUSTÍVEL: produção 2010 ~ 0.1 TW with 50 x  5 TW

23 Capacidade de geração de eletricidade do Brasil: ~ 0.1 TW (0.5 kW/capita) Capacidade de geração de eletricidade de Israel: ~ TW (1.6 kW/capita) Plano de crescimento elétrico da China: 0.1 TW/ano …… Uma usina como essa, todos os dias, pelos próximos … 11 anos 10 TW eletricidade a partir de CARVÃO ? Por isso, “se você quiser, não será um sonho”

24 Curto prazo (< 2020) Evoluções em tecnologia e engenharia: e reciclar, reutilizar, reduzir, ou seja, conservar !! Então, o que devemos / podemos fazer no: Médio prazo (até ): desenvolvimento da ciência aplicada e engenharia + Evoluções na ciência básica A longo prazo(> 2040): estimular REVOLUÇÕES na ciência….

25 F otossíntese Artificial Eficiente, Viável Economicamente Células Solares Baratas e Eficientes: tinta solar ; ótica inteligente? Fotossíntese Natural Inteligente: engenharia genética biologia sintética…… ? Vídeo conferências em 3-D (Holographic) Hélice de turbina eólica “Memory-shape” Energia Nuclear (Mais) Segura e (Mais) Limpa! e….. Onde quer que a curiosidade e a criatividade nos levarem!!! Para fornecer a Energia Alternativa necessária nós (cientistas) precisamos fazer Pesquisa Fundamental para realizar aquilo que hoje são sonhos, como por exemplo: “Se VOCÊ quiser, não será um sonho ”

26 Presentes de Deus para a humanidade

27

28 Silicone (oxide)

29 Weizmann Institute’s Alternative, Sustainable Energy Research Initiative Energia: esse é O Desafio Global Para isso nós precisamos começar… Vencer o DESAFIO (TW) DA ENERGIA poderá ser o avanço mais importante da humanindade mas…. Vencê-lo requer que todos nós trabalhemos juntos!

30 Weizmann Institute’s Alternative Sustainable Energy Research Initiative Presentations are at AGORA

31 fin

32 Possibilidades em Engenharia Botânica-Agrícola e ALGAS

33 ALGAS

34 Luz Absorvida no Semicondutor Corrente Elétrica e e e e e e e e e e e e Células Solares, como elas funcionam? As células solares são como um “escorregador” de elétrons

35 ALGAS


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