Energia das Ondas: Estado de desenvolvimento e perspectivas IST, Wave Energy Centre, EU-OEA O recurso energético Estado actual da tecnologia Custos Impactes ambientais Políticas públicas de apoio Conclusões Energia das Ondas: Estado de desenvolvimento e perspectivas antonio.sarmento@ist.utl.pt

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Wave Energy Centre: Privada, sem fins lucrativos 11 empresas 4 sector energia 4 sector industrial 3 sector de consultoria 3 instituições de I&D Actividades Due Diligences e A. Estratégica Políticas Públicas Monitorização de centrais piloto Modelação numérica Formação e disseminação Sítios para parques de ondas Clientes: EDP (P) Galp (P) Enersis (P) DGGE (P) A.D. Little (P) ETI (RU) Shell International (NL) AWS B.V. (NL) Shell Techn. Ventures (USA) Iberdrola (E) Lovdhal Ventures (N) ITPower (RU)

As diversas formas de energia marinha Ondas Correntes de maré (sem represa) oceânica rios (sem represa) De maré (com represa) Gradiente térmico (OTEC) Gradiente salino Eólica offshore flutuante

Recurso das ondas As Ondas são facilmente previsíveis (6 dias) 70 40 30 20 50 60 100 15 10 As Ondas são facilmente previsíveis (6 dias) Estados de mar muito estáveis “Fácil” integração da energia na rede eléctrica Grande densidade de energia por m2 Potencial de produção mundial: 10% da electricidade Mercado mundial > € 500 mil milhões Fluxo médio de energia anual em kW por m de frente de onda ao largo.

Ondas: lugar de instalação Classificação quanto ao lugar de instalação: Na linha de costa Próximo da costa Alto mar (50 a 80 m de profundidade) – grande escala

Ondas: 5 Tipos básicos de tecnologias Flutuantes, alongados com mov. angulares Placas submersas com movimentos angulares Coluna de Água Oscilante De rampa com acumulação (fixos / flutuantes) Bóias com mov. verticais

Anos 1999 e 2000 Central do Pico (Açores): 1999, 400 kW LIMPET (Escócia): 2000, 500 kW

Central do Pico Central do Pico (Açores): IST, EDP, EDA 1999, 400 kW

Central do Pico: modelação numérica Hydrodynamic Coefficients: influence of bathymetry and nearby coastline

Central do Pico: comparação com resultados lab.

Central do Pico: resultados da central. Tests were performed with a turbine control law set to turbine rotational speed less than 1200 rpms

Central do Pico: resultados da central. Prof. L. Gato

Anos 1999 e 2000 Central do Pico (Açores): 1999, 400 kW LIMPET (Escócia): 2000, 500 kW

Ondas: 2001 a 2003 AWS: 2001, 2 MW Wave Dragon escala 1:4.5: 2003; 20 kW

Ondas: 2001 a 2003 A - Floater B - AWS Device Diffraction Forces Added Mass Damping

Wave Dragon escala 1:4.5: 2003; 20 kW Ondas: 2001 a 2003 De rampa com acumulação (fixos / flutuantes) Wave Dragon escala 1:4.5: 2003; 20 kW

Ondas: 2005 Pelamis: 750 kW Power Buoy: 40 kW Oceanlinx: 500 kW

Ondas: 2005

Ondas: 2006 Wave Roller Wavebob escala 1:2 Fred Olson Wave Star Islanberg

Ondas: 2007 OE Buoy Aqua Buoy

Ondas: 2008 – primeiro parque de 3 x 750 kW Aguçadoura – Portugal, Setembro

Ondas: 2008 – bóia de 40 kW (Santoña, Espanha) 10 devices, 1,39 MW total capacity Distance to the coast: 3-4 km OPT, Iberdrola, Total

Ondas: 2009 – Central de CAO em quebramar Aguçadoura – Portugal, Setembro Mutriku (País Basco) – 18 x 20 kW

Wavebob Estado actual da tecnologia Ano de 2000: 2 centrais de coluna de água oscilante na costa Ano de 2007: 12 protótipos testados no mar Ano de 2008: Primeiro parque “comercial” de 3 unidades Pelamis (Portugal) Iniciada a fase de demonstração no mar Não há convergência para uma única tecnologia Não há experiência operacional Wavebob Custos devem reduzir-se de um factor de 4

Fonte: Carbon Trust – 25 Janeiro de 2006 Custos da Energía das Olas 3% 5% 1% 2% 11% 4% 28% 40% Custos de energia de una central comercial Custos anuais de Operação e Manutenção Módulos de conversão de energia ('Power-Take-Off') Secções estruturais de betão Instalação (Colocação) Amarrações Cabos Submarinos e transmissão/ligação em terra Gestão de projecto/construção Empréstimo de construção/colocação Infraestruturas de suporte Substituição de componentes após 10 anos Fonte: Carbon Trust – 25 Janeiro de 2006

Evolução do custo de capital (CAPEX) Custo base = 75 €/MWh Factor de aprendizagem: custo reduz-se 20% com a duplicação da potência instalada Energia produzida Custo de aprendizagem Custo base

Alguns resultados Factor de carga = 25% 30% Tarifa Feed-in = custo e é paga nos 12 primeiros anos Factor de carga = 25% 30%

Alguns resultados Factor de carga: 25% Custo de aprendizagem pago pela tarifa en 12 anos Custo de aprendizagem: € 1.3 mil milhões (em 20,5 anos) Comparar com o mercado mundial estimado em € 500 mil milhões (0,26%) Comparar com a tarifa base das renováveis de 75 €/MWh (6%) Energia total produzida : 278 TWh (em 20,5 anos) Custo de aprendizagem por MWh produzido pelas ondas: 4,6 € Potencia de instalação necessária (20,5 anos): > 25 GW Necessidade de colaboração internacional

Impactes ambientais (Portugal) Profundidades de água: 50 ~ 80 m Impactes ambientais esperados baixos (ruído?, dinâmica costeira?) Impactes ambientais positivos (CO2 , áreas protegidas?) Conflito com navegação pequenos se as rotas de acesso aos portos forem evitadas e tomadas medidas de mitigação Conflitos moderados com a pesca (criação de novos empregos) Portugal: pesca tradicional < 30 m de profundidade de água; pesca industrial para lá das 6 milhas (~100 m water depth)

(Altura significativa ao largo: 1.13 m) Impactes ambientais – estimativas com SWAN -0,14 m Onda a 10 m de profundidade para 200 MW instalados na Zona Piloto (Portugal) (Altura significativa ao largo: 1.13 m)

Políticas públicas Apoio ao desenvolvimento da tecnologia: fundo perdido, empréstimos em condições bonificadas Infra-estruturas de teste no mar: Escócia (EMEC) – 4 MW => 20 MW Inglaterra (Wave Hub) – 20 MW (2010) País Basco – 20 MW (2010) França – 4 MW (2010) Noruega Redes de formação e I&D: Wavetrain II Supergen Statkraft Zona Piloto: Portugal – 80 MW => 250 MW (2010)

Políticas públicas Simplificação dos procedimentos de licenciamento (tempo e INCERTEZA) Acesso à rede eléctrica Acesso a dados de campo Promoção de mercado interno: Tarifas Metas Incentivos fiscais

Políticas públicas portuguesas Zona Piloto: Processos de licenciamento conduzidos por uma empresa concessionada (Entidade Gestora) Demonstração de conceito, fases pre-comercial e comercial 80 MW (média tensão) + 170 MW (alta tensão) SIG com dados relevantes Infra-estruturas promovidas pela Entidade Gestora Custos de infra-estrutura suportados parcialmente pelo Sistema Eléctrico Nacional Programas de vigilância e formação em produção de energia, custos e impacte ambiental Zona Piloto: Processos de licenciamento conduzidos por uma empresa concessionada (Entidade Gestora) Demonstração de conceito, fases pre-comercial e comercial 80 MW (média tensão) + 170 MW (alta tensão)

Políticas públicas portuguesas 22 km 18,3 km 14,9 km 20 km E Portugal

Políticas públicas portuguesas Reacções à iniciativa da Zona Piloto: Muito positiva: Administração Pública, Rede Nacional (disciplina a procura e reduz custos de infra-estruturas) e tecnólogos (reduz custos na fase de demonstração) Promotores de projectos: algum desconforto – receio que os custos subam e a dinâmica se reduza se a entidade gestora tiver o comportamento típico de um monopólio.

Políticas públicas portuguesas Tarifas: 260 €/MWh para a fase da demonstração 160 ~ 210 €/MWh para a fase pré-comercial 75 ~ 160 €/MWh para a fase comercial A tarifa depende da potência instalada por tecnologia em Portugal e no estrangeiro e da qualidade da tecnologia & projecto.

A tarifa de energia das ondas em Portugal

Conclusões Foi alcançada a fase de demonstração no mar com o envolvimento das grandes empreas de energia eléctrica europeia (EDF, Vatenfhal, DONG, EDP, E.ON, Iberdrola …). A pesar das grandes expectativas, os custos actuais são elevados e não existe experiência operacional. Existem barreiras identificadas, a maior parte das quais podem ser eliminadas ou reduzidas mediante políticas públicas adequadas. O desenvolvimento de um mercado é essencial, sendo la tarifa subsidiada o melhor meio para a creação de mercado. O custo de aprendizagem é pequeno quando comparado com o potencial mercado mundial. A tarifa média durante a etapa de aprendizagem é pequena quando comparada com a tarifa base das energias renováveis.