Leonam dos Santos Guimarães

Transcrição

1 Mesa redonda: O Futuro Energético e a Geração Nuclear Seminário Desenvolvimento e Energia Nuclear Clube de Engenharia de Pernambuco Recife, 8 de agosto de 2013 Leonam dos Santos Guimarães

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

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

4 Energéticos não-renováveis RISCOS à SEGURANÇA 1. Descontinuidade dos fluxos materiais Interrupção ou redução por razões físicas ou políticas 2. Volatilidade de preços Interrupção ou redução por aumento de custos 3. Limitações no armazenamento Tempo disponível para enfrentar descontinuidade nos fluxos 4. Emissões de GEE Restrições de uso das fontes emissoras 5. 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 Menor volatilidade 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 Petróleo Gás Natural

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13 5. Exaustão de Reservas

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

15 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

17 Caso Brasileiro Sistema Elétrico único no mundo MUNDO RENOVÁVEL: 18% FÓSSIL: 68% CARVÃO GAS HIDRO NUCLEAR ÓLEO OUTRAS BIOMASSA (cana) BRASIL RENOVÁVEL: 86% FÓSSIL: 10% FONTE: IEA e MME/BEN CARVÃO GAS HIDRO NUCLEAR ÓLEO OUTRAS BIOMASSA (cana)

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

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 Caso Brasileiro Sazonalidade da oferta hídrica

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

22 Evolução Histórica dos Reservatórios (Sudeste e Centro-Oeste) % , FONTE: ONS Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

23 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

24 ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL EM 2012 Nuclear 3,11% Gás 6,08% Carvão 1,49% Óleo 1,72% Biomassa 1,08% Eólica 0,62% Geração total do SIN ,097GWh Fonte : ONS 2012/2011 = 4,61% Hidráulica 85,90%

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

27 Plano Decenal de Expansão PDE 2021 Expansão da oferta hídrica

28 Plano Decenal de Expansão PDE 2021 Evolução do armazenamento hídrico

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

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

31 Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa Nãopossuemauto regulação: + REGULAÇÃO TÉRMICA Complementação numa dinâmica mais rápida que a hídrica Carência de séries temporais longas para previsão

32 Plano Decenal de Expansão PDE 2021 Expansão da oferta nuclear ANGRA MW 2018

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

34 Plano Nacional de Energia PNE 2030 Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030

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

36 Plano Nacional de Energia PNE 2030 Necessária expansão das fontes térmicas

37 Plano Nacional de Energia PNE 2030 Expansão da oferta nuclear 1) Nordeste MW 2) Sudeste MW ENTRADA EM OPERAÇÃO:

38 FUTURO próximo ( ) Expansão da oferta nuclear ATLAS DO POTENCIAL NUCLEAR RIGOROSOS CRITÉRIOS DE SELEÇÃO BASEADOS EM MODERNAS TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO NORDESTE SUDESTE

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

40 FUTURO ( ) 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.

41 Energéticos renováveis RISCOS à SEGURANÇA 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

42 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

43 Uso do solo Para MW

44 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)

45 Uso do subsolo Materiais especiais em tecnologias de energia limpa Fonte: US DOE Critical Materials Strategy

46 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

47 SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA 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

48 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

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

50 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

51 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

52 Caso Brasileiro: Aumento da participação das novas renováveis : Eólica, Solar, Biomassa, PCHs Confiabilidade e Estabilidade impõe limites à expansão 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 capilarização da transmissão aumento de intercâmbios Complementação hidrotérmica em tempo real para garantir estabilidade

53 Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica

54 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%.

55 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 2010 representavam cerca de 3% da geração total. SERIA ESSE UM MODELO PARA O BRASIL DO FUTURO?

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

57 Evolução das Fontes de Energia Desenvolvimento econômico e tecnológico está ligado a mudanças em fontes de energia A tendência tem sido a adoção de fontes com crescente densidade de energia

58 Evolução das Fontes de Energia Desenvolvimento econômico e tecnológico está ligado a mudanças em fontes de energia Uma nova tecnologia não substitui as anteriores, mas as complementa Consumo mundial de energia (em milhões de toneladas equivalentes de petróleo) Fonte: BP 2011

59 Leonam Guimarães