Energia das Ondas: potencial, perspectivas e trabalho para casa antonio.sarmento@ist.utl.pt

Transcrição

1 Potencial e vantagens Estado actual A Energia das Ondas em Portugal Criação de cluster nacional Central do Pico Conclusões Energia das Ondas: potencial, perspectivas e trabalho para casa antonio.sarmento@ist.utl.pt

2 Recurso das ondas Estabilidade do recurso: 3 dias para independência estatística Previsibilidade: 6 dias

3 Vantagens e potencial Mundo: 250 GW / 10% da energia eléctrica 750 mil milhões Portugal: 5 GW / 20% da energia eléctrica 7 mil milhões

4 Potencial Sócio-Económico 10% Mercado Mundial + Mercado Nacional: 2000 M /ano durante 40 anos postos de trabalho licenciados 400 investigadores LEGENDA Linha de costa Batimétrica 50 m B atimétrica 100 m B atimétrica 200 m 6 milhas LEGENDA Linha de costa Batimétrica 50 m Batimétrica 100 m Batimétrica 200 m 6 milhas Cluster e tecnologias com vocação marinha Mecanismos de inovação e ligação indústria-universidade ÁREAS DE ACESSO RESTRITO OU PROIBIDO Áreas protegidas Cabos submarinos Exercícios militares Acesso aos portos ÁREAS COM CONFLITOS DE INTERESSE Pesca artesanal Pesca por arrasto POSSIVEIS ÁREAS DE CONCESSÃO 1ª Fase 2ª Fase 2ª Prioridade

5 Ondas: 5 Tipos básicos b de tecnologias Overtopping / acumulação OWSC / Placa submersa oscilante OWC / Coluna de Água Oscilante Sistema articulado Absorvedor pontual submerso Absorvedor pontual

6 Estado actual da tecnologia Ano de 2007: 12 protótipos testados no mar Ano de 2008: Primeiro parque comercial de 3 unidades Pelamis (Portugal) + 2 instalações em Espanha Iniciada a fase de demonstração no mar Não há convergência para uma única tecnologia Não há experiência operacional Resultados abaixo das expectativas ( )

7 Custos da Energía a das Ondas Fonte: Carbon Trust 25 Janeiro de 2006 Previsão actual de custos: 3,5 a 4,5 M /MW 250 a 350 /MWh 1% 2% Custos de energia de uma central comercial 3% 3% 4% Custos devem reduzir-se de um factor de 4 Fiabilidade deve aumentar Amarrações 5% 3% 11% Estrutura O&M 40% Operações offshore devem reduzir-se / simplificar-se 28% Equipamento

8 Sinergias com eólico offshore Soluções fixas: partilha de soluções de ligação eléctrica Soluções flutuantes: partilha soluções para amarrações Comparação dos desafios tecnológicos

9 Desenvolvimentos futuros Redução de custos: Desenvolvimento progressivo (50% redução) Aumento eficiência (controlo) e de fiabilidade Simplificação operações offshore / menor custo dos meios navais de apoio Redução de custos da estrutura (melhores projectos e métodos de fabrico) Simplificação das amarrações Break-troughs' (50% redução)

10 Crescimento esperado (EU)

11 Vantagens comparativas de Portugal Boas condições naturais: recurso, águas profundas próximo da costa, fundos arenosos, inexistência de correntes significativas, meteorologia adequada Boas infra-estruturas: Rede Eléctrica próximo da costa Portos e estaleiros navais ao longo da costa Políticas Públicas adequadas: Tarifa Zona Piloto Experiência empresarial (7 empresas / 8 projectos) e de I&D (30 anos) Boa receptividade da sociedade

12 Projectos (8) e empresas (7) em Portugal EDP: Aquisição (com EFACEC) de infra-estrutura de teste na Aguçadoura Teste de protótipo de eólica offshore flutuante Galp: Desenvolvimento e teste de protótipo de E. Ondas em parceria Martifer: Desenvolvimento e teste de protótipo de E.O. com tecnologia própria

13 Projectos (8) e empresas (7) em Portugal Eneólica: Teste de protótipo de energia das ondas (Waveroller) GWh: Sócios maioritários da tecnologia australiana Oceanlinx de E.O. Generg: Teste de protótipo de energia das ondas (Wavebob) Kymaner: Desenvolvimento de tecnologia própria de energia das ondas (sistema Kymanos)

14 Experiência de I&D em Portugal IST: Hidrodinâmica, modelação numérica e experimental, controlo, amarrações; Y Z X 5 professores + 10 bolseiros LNEG: Recurso energético, hidrodinâmica, modelação numérica. 2 investigadores seniores + 3 bolseiros Centro de Energia das Ondas: Central do Pico 6 investigadores + 6 bolseiros + 3 outro staff. 1 milhão de euros / ano A7/(ρL 3 ), B7/(ρL 3 ω ) A7-isolated OWC device B7-isolated OWC device A7-onshore OWC device B7-onshore OWC device ω (rad s -1 )

15 Crescimento esperado (PT) Crescimento de EO em Portugal MW Anos

16 Criação dum cluster nacional (I) Zona Plioto + Tarifas UM PASSO EM FRENTE Desenvolvimento de mercado Criação de cluster assente em conhecimento e P.I. Reforço de competências: Nas empresas No mercado de trabalho Nas estruturas de I&D Visibilidade Internacional Projectos visando P.I.: Novos componentes Metodologias Inovadoras Novos serviços

17 Criação do Instituto de Energias Offshore Direcção Observatorio: Tecnologia Mercado Legislação Ambiente Socio-Econ. Centro de testes no mar: Protótipos ligados à rede Centro de modelação numérica e controlo Tanque de ondas Apoio à implementação de projectos Fomento & coordenação I&D Escala 1:3 sem ligação eléctrica Central do Pico Investimento de 10 a 12 milhões de euros em 3 a 5 anos

18 Centro de Energia das Ondas GWH Energia das Ondas

19 WavEC Fundado em 2003 Staff: 1 + (2) Orçamento: 100 k$ 2010 Staff: 14 Orçamento: projectos EU - 60% Consultoria - 34% Projectos nacionais - 3% Quotas - 3%

20 Actividades do WavEC Plant operation & monitoring Due Diligences & Strategic An. Experimental & Numerical mod. Dissemination & training Main areas of activity of WavEC (+ IST & LNEG) Environment & site selection Public Policies

21 Consultoria (WavEC): Portugal: 6 AdL (2008) - CEO (2008) DGGE (2004) - EDP ( ) GALP ( ) - Fundação EDP (2008) Internacional: 12 Voights- Hydro (UK) 2009 MAORI (Korea) 2009 Scottish Government (SaltirePrize 2008 ) Kenda Capital (NL) Energy Technology Institute (UK) Iberdrola (S) Lovdhal Ventures (N) 2007 Wave Dragon (DK) International Energy Agency ( ) AWS B.V. (NL) Shell International (NL) 2004 ITPOWER (UK) 2004

22 Exemplos do estrangeiro (I) Energy Technologies Institute (RU) 50% público / 50 % privado; 5 milhões /ano cada empresa participante Orçamento anual de 100 milhões Concursos abertos: Energia Eólica Offshore Energias marinhas (Ondas e Correntes) Microgeração Empresas financiadores podem concorrer Projectos de cerca de 10 milhões /3 anos

23 Exemplos do estrangeiro (II) Redes Universitárias Supergen (R.U.) 6 milhões / 4 anos Escandinávia 20 milhões / 4 anos (50% Stateoilhydro / 50 % 3 universidades escandinavas) Wavetrain I e II rede financiada pela CE (coordenadas pelo IST e WavEC)

24 Actividades prioritárias para Actividades (47,5M ) Implementação Zona Piloto 3 M Criação IEO 11 M Mapeamento plataforma PT 2 M Protótipo Windfloat (2 MW) 17 M Protótipo Wavebob (EO) 6 M Protótipo Waveroller (EO) 5 M Engª e lic. plataforma offshore 2 M Barreiras infra-estruturas 0,5 M Rede de I&D 2 M

25 Actividades prioritárias para Financiamento 47,5 M 7º PQ 7 M QREN 13,8 M FAI 3 M FCT 2,9 M EIT KIC Inno Energy 1 M Privados 19,8 M

26 Os 10 anos da Central do Pico

27 Os 10 anos da Central do Pico

28 História 1995 Início da construção (IST, EDP, EDA) - 4 M 1999 Entrada em operação 2005 Reinício da operação após recuperação ~ 1 M WavEC e Associados 2007/09 Operacional em regime experimental (WavEC)

29 Produção de energia (2006)

30 Comparação com simulações numéricas Potência Potência eléctrica média (kw) (kw) 45,0 Resultados Numerical Numéricos results 40,0 Valores Data from da Central Pico do Pico 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Valor quadrático médio da pressão na câmara (kpa) Variância da pressão na câmara (kpa)

31 Rendimento energia pneumática - eléctrica Band Time 16/09/2007 Turbine speed Mean Electrical power Mean Electrical power / Pneumatic Power [rpm] [kw] % 12:51:00-13:10:30 856,25 29,49 57,30 13:12:00-13:32:00 976,80 33,16 60,03 12:39:00-12:57:00 881,26 29,93 58,17 12:59:00-13:20:00 982,64 36,21 77,28 13:24:00-13:41:00 944,92 31,64 64,16 13:44:00-14:04:00 938,60 30,33 68,38 15:58:50-16:18:00 871,22 27,88 72,94 16:21:00-16:39:00 909,27 23,18 71,87 16:41:00-17:00:00 852,29 24,20 75,07 17:02:00-17:22:00 857,05 27,46 64,65 17:26:00-17:45: ,43 34,55 77,07 17:42:00-17:40:00 893,55 34,72 42,91 17:42:00-18:01:00 Energia 867, ,23 35,46 18:06:00-18:24:00 986,96 40,30 44,85

32 Sistema KYMANOS O sistema KYMANOS sintoniza o desempenho ao clima de agitação marítima, protegendo a instalação em situação de tempestade, optimizando o rendimento. Este comportamento é conseguido à custa de um sistema inovador patentável, ajustando a frequência própria do conjunto às características das ondas incidentes. O sistema KYMANOS não tem partes móveis para além da turbina e tem uma concepção que evita a circulação de vapor de água salgada nas turbinas e condutas de abdução. 32

33 Conclusões Alcançada a fase de demonstração no mar. A pesar das grandes expectativas, os custos actuais são elevados e não existe experiência operacional. Desenvolvimento mais lento, mais difícil e com mais custos que o antecipado, com tecnologia a estabilizar em Portugal: tem vantagens comparativas significativas nesta área capacidade para desenvolver uma indústria com grande potencial de exportação e de desenvolvimento económico potencial para produzir 20% da energia eléctrica que consumimos Necessita concretizar medidas em curso e de aproveitar os conhecimentos e infra-estruturas que tem!