Trajetória Tecnológica: Energia Heliotérmica no Brasil

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1 Trajetória Tecnológica: Energia Heliotérmica no Brasil APRESENTAÇÃO AGOSTO 2017 Anderson Jucá Gerente do projeto Prospecção Tecnológica no setor de energia elétrica CESP Ceres Cavalcanti, D.Sc. Assessora Sênior em Energia e Estudos de futuro Coordenadora do projeto Prospecção Tecnológica no setor de energia elétrica CGEE

2 Organização social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações Fomentar a CT&I no Brasil 2

3 Projeto de Premissas básicas Políticas Energéticas: Segurança energética Modicidade tarifária Sustentabilidade Modernização: Diversificação Sistema mais inteligentes, robustos, seguros e concentrados Demanda: Capacidade instalada prevista para 2050 em torno de 400 GW 3

4 Participantes 4

5 Comitê Estratégico 5

6 Geração e Armazenamento Transmissão Distribuição Eficiência Energética Assuntos Sistêmicos Dimensão do projeto de prospecção Energia Eólica Energia Solar Fotovoltaica Energia Solar Heliotérmica Energia dos Oceanos Termoeletricidade Renovável e Não Renovável Hidrogênio e Célula a Combustível Geração Hidroelétrica Energia Nuclear Armazenamento de Energia Soluções Apropriadas de Geração de Eletricidade em Regiões Remotas de Transmissão em Corrente Alternada (CA) de Transmissão em Corrente Contínua (CC) de Transmissão por Cabos Isolados Flexíveis de Transmissão em Corrente Alternada (FACTS) Supercondutores Estruturas, Condutores e Isoladores Equipamentos de Alta Tensão e Subestações Operação e Manutenção dos de Transmissão Proteção, Automação e Controle do Sistema de Transmissão Redes Elétricas Inteligentes no Sistema Interligado Nacional Medição Avançada Automação da Rede Compartilhamento de Serviços no Contexto das Cidades Inteligentes Segurança Cibernética Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) Operação e Manutenção Subestações e Equipamentos Infraestrutura de Proteção, Automação e Controle da Distribuição Mobilidade Elétrica Geração Distribuída e Microrredes Redes de Distribuição Aéreas e Subterrâneas Qualidade da Energia Elétrica de Iluminação Eficientes Edificações Eficientes Indústria Saneamento Planejamento de CT&I Modelos Econômicos e de Mercado Demanda por Energia Elétrica Modelos de Planejamento da Operação Modelos de Planejamento da Expansão Modelos Institucionais Regulação de Informação e Estatística Análise dos Impactos das Tecnologias Modelos de Avaliação de Políticas Públicas Normalização, Regulamentação e Avaliação de Conformidade Tecnologia para Capacitação de Recursos Humanos 6

7 Geração e Armazenamento Transmissão Distribuição Eficiência Energética Assuntos Sistêmicos Dimensão do projeto de prospecção Energia Eólica Energia Solar Fotovoltaica Energia Solar Heliotérmica Energia dos Oceanos Termoeletricidade Renovável e Não Renovável Hidrogênio e Célula a Combustível Geração Hidroelétrica Energia Nuclear Armazenamento de Energia Soluções Apropriadas de Geração de Eletricidade em Regiões Remotas de Transmissão em Corrente Alternada (CA) de Transmissão em Corrente Contínua (CC) de Transmissão por Cabos Isolados Flexíveis de Transmissão em Corrente Alternada (FACTS) Supercondutores Estruturas, Condutores e Isoladores Equipamentos de Alta Tensão e Subestações Operação e Manutenção dos de Transmissão Proteção, Automação e Controle do Sistema de Transmissão Redes Elétricas Inteligentes no Sistema Interligado Nacional Medição Avançada Automação da Rede Compartilhamento de Serviços no Contexto das Cidades Inteligentes Segurança Cibernética Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) Operação e Manutenção Subestações e Equipamentos Infraestrutura de Proteção, Automação e Controle da Distribuição Mobilidade Elétrica Geração Distribuída e Microrredes Redes de Distribuição Aéreas e Subterrâneas Qualidade da Energia Elétrica de Iluminação Eficientes Edificações Eficientes Indústria Saneamento Planejamento de CT&I Modelos Econômicos e de Mercado Demanda por Energia Elétrica Modelos de Planejamento da Operação Modelos de Planejamento da Expansão Modelos Institucionais Regulação de Informação e Estatística Análise dos Impactos das Tecnologias Modelos de Avaliação de Políticas Públicas Normalização, Regulamentação e Avaliação de Conformidade Tecnologia para Capacitação de Recursos Humanos 7

8 Etapas do projeto Ferramentas ou métodos: Revisões bibligráficas Calculadora de TRL Pesquisa Estruturada Painéis de especialistas Matriz de análise Análises de redes (insight net) Mineração de dados 8

9 Etapas do projeto 9

10 CONTRUÇÃO DO FUTURO Visão de futuro Priorização FUTURO DESEJADO Mapa do conhecimento Trajetórias Tecnológicas 10

11 CONTRUÇÃO DO FUTURO Visão de futuro Priorização FUTURO DESEJADO Mapa do conhecimento Trajetórias tecnológica 11

12 Visão de futuro do P&D para geração heliotérmica Cenário setorial A energia solar térmica deverá ter uma participação discreta na matriz energética nacional até Objetivo geral do PD&I Desenvolver tecnologia nacional de sistemas de geração heliotérmica por meio de plantas operacionais com vistas a alcançar a competitividade dessa fonte no setor elétrico e fomentar a indústria nacional. Objetivo específico do Curto Prazo: Desenvolver plantas pilotos, expandir redes de medição do recurso, tecnologias de PD&I previsão do recuro Médio Prazo: tecnologia nacional para produção de espelhos, trocadores de calor, sistemas de co e trigeração, armazenamento de energia e sistemas de O&M Longo Prazo: tecnologias de geração heliotérmica integradas as demais fontes, considerando o SIN e a GD 12

13 CONTRUÇÃO DO FUTURO Visão de futuro Priorização FUTURO DESEJADO Mapa do conhecimento Trajetórias Tecnológicas 13

14 Mapa do conhecimento: Estruturação das temáticas heliotérmicos para a geração de energia elétrica CSP Recurso solar heliotérmicos de linha focal heliotérmicos de ponto focal Tecnologias auxiliares à geração heliotérmica Caracterização do recurso solar 14

15 Mapa do conhecimento: Estruturação das temáticas heliotérmicos para a geração de energia elétrica CSP Recurso solar heliotérmicos de linha focal heliotérmicos de ponto focal Tecnologias auxiliares à geração heliotérmica Caracterização do recurso solar Aborda as linhas de pesquisa sobre o desenvolvimento das tecnologias de geração heliotérmica de concentração solar via linha focal (refletor Fresnell e calha parabólica) 15

16 Mapa do conhecimento: Estruturação das temáticas heliotérmicos para a geração de energia elétrica CSP Recurso solar heliotérmicos de linha focal heliotérmicos de ponto focal Tecnologias auxiliares à geração heliotérmica Caracterização do recurso solar Aborda as linhas de pesquisa sobre o desenvolvimento das tecnologias de geração heliotérmica de concentração solar via ponto focal (torre solar e prato parabólico) 16

17 Mapa do conhecimento: Estruturação das temáticas heliotérmicos para a geração de energia elétrica CSP Recurso solar heliotérmicos de linha focal heliotérmicos de ponto focal Tecnologias auxiliares à geração heliotérmica Caracterização do recurso solar Aborda as linhas de pesquisa sobre o desenvolvimento das tecnologias no contexto do armazenamento, GD, química solar e hibridização. 17

18 Mapa do conhecimento: Estruturação das temáticas heliotérmicos para a geração de energia elétrica CSP Recurso solar heliotérmicos de linha focal heliotérmicos de ponto focal Tecnologias auxiliares à geração heliotérmica Caracterização do recurso solar Aborda as linhas de pesquisa sobre o desenvolvimento tecnológico dos sistemas de mapeamento e caracterização do recurso solar disponível no Brasil 18

19 CONTRUÇÃO DO FUTURO Visão de futuro Priorização FUTURO DESEJADO Mapa do conhecimento Trajetórias Tecnológicas 19

20 Estágio de Maturidade Tecnológica BAIXO MÉDIO ALTO Trajetória tecnológica: sistemas heliotérmicos de linha focal Linhas de pesquisa consideradas na evolução da maturidade tecnológica: Desenvolvimento de projetos piloto com foco na verificação do comportamento do sistema Estudo para elevar a eficiência dos sistemas heliotérmicos (novos materiais dedicados aos absorvedores solares, visando à melhor absorção da radiação com a mínima reflexão de ondas eletromagnéticas). Desenvolver materiais capazes de suportarem altas temperaturas e cargas térmicas cíclicas aplicados aos receptores e aos sistemas de armazenamento, das tecnologias de concentradores solares heliotérmicos de linha focal (refletor Fresnel e calha parabólica) Cadeias de CT&I e produtiva apropriadas e políticas de fomento Protótipos em escala laboratorial Aumento da GD Ano Tecnologias de implantação, O&M e monitoramento Protótipos em escala operacional Pesquisadores do CGEE Média - Especialistas* Fomento ao desenvolviment o contínuo 20

21 Estágio de Maturidade Tecnológica BAIXO MÉDIO ALTO Trajetória tecnológica: sistemas heliotérmicos de ponto focal Linhas de pesquisa consideradas na evolução da maturidade tecnológica: Desenvolvimento de projetos piloto com foco na verificação do comportamento do sistema Estudo para elevar a eficiência dos sistemas heliotérmicos (novos materiais dedicados aos absorvedores solares, visando à melhor absorção da radiação com a mínima reflexão de ondas eletromagnéticas). Desenvolver materiais capazes de suportarem altas temperaturas e cargas térmicas cíclicas aplicados aos receptores e aos sistemas de armazenamento, das tecnologias de concentradores solares heliotérmicos de ponto focal (torre solar e prato parabólico) Cadeias de CT&I e produtiva apropriadas e políticas de fomento Protótipos em escala laboratorial Aumento da GD Tecnologias de implantação, O&M e monitoramento Pesquisadores do CGEE Protótipos em escala operacional Fomento ao desenvolviment o contínuo Média - Especialistas*

22 Estágio de Maturidade Tecnológica BAIXO MÉDIO ALTO Trajetória tecnológica: tecnologias auxiliares Linha de pesquisa considerada na evolução da maturidade tecnológica: Implantação de sistemas piloto de armazenamento térmico com tecnologias baseadas em calor Tecnologias auxiliares - Armazenamento, GD, química solar e hibridização Caracterização os recursos energéticos e sistemas híbridos Protótipos de sistemas de híbridos com armazenamento de energia Fomento contínuo à tecnologia latente, calor sensível e reações químicas e desenvolvimento de sistemas de integração de geração híbrida (termoelétrica a biomassa e não renováveis com Cadeias de CT&I e produtiva apropriadas e políticas de fomento Aumento da GD Pesquisadores do CGEE Tecnologias de implantação, O&M e monitoramento Média - Especialistas* auxílio heliotérmico)

23 Estágio de Maturidade Tecnológica BAIXO MÉDIO ALTO Trajetória tecnológica: Estudo do recurso solar Linha de pesquisa considerada na evolução da maturidade tecnológica: Desenvolvimento ou aprimoramento de modelos de radiação solar para a identificação de potenciais regiões e locais e estudo de caracterização de locais com foco na instalação de estações meteorológicas específicas para a medição instantânea dairradiação solar direta normal (Direct Normal Irradiance - DNI). Estações solarimétricas Estudo do recurso solar Caracterização de métricas para análise e mapeamento das rotas solarimétricas Definição de protocolos metrológicos e de tecnologias de medição avançadas Pesquisadores do CGEE Fomento contínuo da tecnologia Integração dos dados do recurso à operação dos sistemas Média - Especialistas*

24 CONTRUÇÃO DO FUTURO Visão de futuro Priorização FUTURO DESEJADO Mapa do conhecimento Trajetórias Tecnológicas 24

25 Priorização heliotérmicos para a geração de energia elétrica CSP Recurso solar 4 - heliotérmicos de linha focal 3 - heliotérmicos de ponto focal 2 - Tecnologias auxiliares à geração heliotérmica 1 - Caracterização do recurso solar 25

26 Metodologia do projeto de prospecção tecnológica 26

27 Metodologia do projeto de prospecção tecnológica Estado Atual Indicadores (patentes, publicações, laboratórios, investimentos, interesse das empresas, ) Caminhos possíveis Mapa do conhecimento (linhas de PD&I) Velocidade de evolução do PD&I Futuro desejado Cenário Setorial Geral do planejamento Objetivo do PD&I na macrotemática Objetivos específicos Plano/Agenda Ações Instrumentos Ordem Governança 27

28 Instrumentos de CT&I Mapeamento de instrumentos de CT&I disponíveis ao setor elétrico por etapas da cadeia de inovação 28

29 Ações: Geração Heliotérmica Curto Prazo Médio prazo Longo prazo Normatização para implantação de plantas piloto de CSP Pesquisa: dados metereológicos e softwares e hardwares de simulação Aplicação: inserção piloto de plantas CSP Normatização para inserção de plantas de CSP de forma híbrida e em GD Projetos Demonstrativos: trocadores de calor, receptores pontuais, lineares Aplicação: inserção piloto de trocadores de calor, receptores pontuais, lineares Projetos Demonstrativos: sistemas híbridos, integração com GD Aplicação: inserção piloto de sistemas híbridos 29

30 Plano estratégico Ações Redes colaborativas GT Projetos demonstrativos Competências Estimulo a produção de CT&I Estímulo a demanda Pesquisa Atividades Plataformas Aporte a pesquisa e eventos Editais Política Fiscal Laboratórios Cursos Intercâmbios Compras Públicas Premiações Atores Programa P&D ANEEL Finep MCTIC Faps CAPES CNPq Embrapii BNDES CNI/SENAI MME MDIC Universidades 30

31 Diretor: Gerson Gomes Coordenação: Ceres Cavalcanti Obrigada! Skype: cereszbc Linkedin: ceres-z-barbosa-cavalcanti-a2747b24 Equipe Técnica: Allan Parente Alanna Alencar Alexandre Azevedo Claudio Roth Daniel Haubert Henrique Rabelo Júlia Ramos Leonardo Silva Equipe Administrativa: Simone Andrade Marcia Tupinambá Marciano Morozoski* Matheus Dias Nayara Neiva Paula Goldenberg Ricardo Lima Sidnei Martini* Sérgio Frontin* *(externo) 31