Combinação de Hidrelétricas Reversíveis Sazonais com Hidroelétricas em Cascata

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1 Combinação de Hidrelétricas Reversíveis Sazonais com Hidroelétricas em Cascata Autor: Dr. Julian David Hunt Supervisores: Prof. Marcos Aurélio Vasconcelos de Freitas Prof. Amaro Olímpio Pereira Junior 03/12/2014 Julian David Hunt, PPE/COPPE/UFRJ 1

2 Solução para o Geração Hidroelétrica no Brasil Gerar na Amazônia no período úmido & Gerar nas outras regiões no período seco Armazenar Energia com a tecnologia: Enhanced-Pumped-Storage = Hidroelétricas em Cascata + Pumped-Storage Utilizar parte da energia gerada em Belo Monte, Tapajós, Santo Antônio e Jirau para Bombear água de outra bacia para um novo reservatório em paralelo a cascata durante o período úmido Gerar Eletricidade no Período Úmido Aumentar Geração no Período Seco 2

3 Bacia do Paraná 0.4 GW 5.5 GW Hidroelétricas em Cascata + Pumped-Storage = Enhanced Pumped Storage

4 Período Úmido 0.4 GW 5.5 GW - Dos 28.7 GW gerados em Belo Monte, Santo Antônio, Jirau e Tapajós, 5.9 GW serão usados para bombear água para as EPS Canastra e Catalão. - A mudança no fluxo da Bacia do Paraná irá diminuir a geração na bacia em 7.3 GW. - Uma redução total de 13.2 GW sendo que só foram necessários 5.9 GW de potência instalada.

5 Período Seco 0.4 GW 5.5 GW -A eletricidade gerada nas EPS Canastra e Catalão será de 4.6 GW. - O aumento de geração na bacia do Paraná será de 7.3 GW - Totalizando uma geração de 11.9 GW durante o período seco sendo que só foram necessários 5.9 GW de potência instalada.

6 Enhanced-Pumped-Storage (EPS) 1. Eficiência de 85-95% com EPS em vez de 70-85% com PS 2. Menor área alagada e evaporação por armazenamento Melhor EPS = 474 MWh/km 2 ; Melhor Convencional = 51 MWh/km 2 Maior diferença de altura entre reservatórios Maior variabilidade na altura do reservatório superior 3. Armazenar a energia em excesso do sistema Reduzir a água vertida em hidroelétricas Armazenar energia vindo de fontes renováveis intermitentes Equilibrar a oferta de energia com a demanda 4. Reduzir custos de transmissão 5. Custo Baixo = 2.2 M$/MW 03/12/2014 Julian David Hunt, PPE/COPPE/UFRJ 6

7 Reservatórios Convencionais VS EPS Reservatórios Efetivos do SIN Maior área alagada e evaporação por armazenamento. Reservatório Furnas Serra Do Facão Nova Ponte Três Marias Bento Munhoz Serra da Mesa Aspectos Técnicos Altitude Média(m) 761,1 m 747 m 800,8 m 563,6 m 725,2 m 445,7 m Variação da Altitude (m) 18 m 23,5 m 39,6 m 23,3 m 42 m 42,7 m Altitude da Barragem (m) 127 m 92 m 141 m 75 m 160 m 154 m Volume Útil (km 3 ) 17,22 km 3 5,20 km 3 10,38 km 3 15,3 km 3 5,6 km 3 43,25 km 3 Aspectos Energéticos EARmax (MWmed) Mwmed MWmed MWmed MWmed 6.036MWmed Mwmed Percentual do SIN (%) 12,24% 2,3% 7,99% 5,59% 2,10% 2,25% Aspectos Ambientais Flooded Area (km 2 ) km 2 218,8 km km km km km 2 Mwmed/km 2 24,46 30,22 51,98 15,47 36,14 3,63 03/12/2014 Julian David Hunt, PPE/COPPE/UFRJ 7

8 Reservatórios Convencionais VS EPS Enhanced-Pumped-Storage Menor área alagada e evaporação por armazenamento. Reservatório Canastra (1120) Canastra (1250) Serra Do Facão Lajeado Morro da Mesa Aspectos Técnicos Altitude Minima (m) 1050 m 1050 m 900 m 500 m 930 m Altitude Maxima (m) 1120 m 1250 m 950 m 635 m 980 m Reservatório Inferior (m) 768 m 768 m 756 m 195 m 800 m Comprimento do Tubo (km) 12,3 km 12,3 km 9,76 km 6,6 km 2,9 km Volume Útil (km 3 ) 3,72 km 3 17,22 km 3 5,22 km 3 3,12 km 3 0,34 km 3 Aspectos Energéticos Eficiencia Total (%) 90,5% 89,22% 91,37% 78,49% % Armazenamento (GWh) GWh GWh GWh GWh 741 GWh EARmax (MWmed) Mwmed MWmed MWmed MWmed Mwmed Percentual do SIN (%) 4,25% 22,16% 3,50% 1,88% 0,36% Geração por 6 Meses (GW) 2,05 GW 10,65 GW 1,68 GW 0,90 GW GW Distância de Belo Monte (km) km km km 966 km km Aspectos Ambientais Área Alagada (km 2 ) 77,88 km 2 132,2 km 2 228,79 km 2 66,00 km 2 17,00 km 2 Mwmed/km 2 157,58 474,82 44,15 82,00 60,53 Reserva Natural Sim Sim Não Não? 03/12/2014 Julian David Hunt, PPE/COPPE/UFRJ 8

9 Melhor Projeto de EPS Custo de construção da Central Reversível = 4.2 M$/MW. Central Reversível + Hidroelétricas em cascata = 2.2 M$/MW Isso não inclui o custo de operação, ou seja custo da eletricidade para bombear a água para o reservatório de cima. Referência para calcular o custo: NVE, Cost Base for Hydropower plants, Oslo, Armazenamento total = 111 MWmed Armazenamento total = 38.5% do Armazenamento do SIN OBS: A EPS é feita para armazenar energia, não gerar energia. 03/12/2014 Julian David Hunt, PPE/COPPE/UFRJ 9

10 Conclusão Aumentar a capacidade de Armazenamento do Brasil. Regularizar a geração vinda de fontes renováveis intermitentes. Regularizar a oferta e demanda de energia entre o horário de pico e a noite. Diminuir a capacidade das linhas de transmissão. Descentralizar a capacidade de armazenamento energético no Brasil. Necessidade para o desenvolvimento de pesquisa na área. 03/12/2014 Julian David Hunt, PPE/COPPE/UFRJ 10