Instituto Tecnológico de Aeronáutica Divisão de Engenharia Civil

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1 Instituto Tecnológico de Aeronáutica Divisão de Engenharia Civil O Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Infraestrutura do ITA (PG-EIA) é um dos pioneiros do país em sua área e lançou as bases para a conformação atual dos programas de pós-graduação no âmbito nacional. O PG-EIA se divide em duas áreas: infraestrutura e transportes. O Núcleo de Infraestrutura e Ambiente está associado à linha de Tecnologia e Meio Ambiente do programa e conta com a coordenação do professor Wilson Cabral de Sousa Júnior. O núcleo tem trabalhado sobre a temática energética, com foco em análise econômico-ambiental de projetos de infraestrutura. Para a elaboração do cenário da Plataforma de Cenários Energéticos 2050, a equipe foi formada pelos professores Wilson Cabral e Marcio Pimentel, além da instrutora e aluna de doutorado Mayara Murça.

2 Plataforma de Cenários Energéticos PCE 2050 Projeto Cenários para a matriz elétrica 2050 foi uma iniciativa da PCE Brasil, onde as 4 instituições convidadas (COPPE/UFRJ, Greenpeace, SATC/ABCM e ITA) apresentaram suas diferentes visões de futuro sob a forma de cenários construídos com base em um conjunto de informaçoes e critérios comuns. Cada cenarista deveria apresentar duas propostas de matriz, sendo uma para um cenário Business as Usual (BAU) e outra para um cenário que refletisse um Fator de Eficiência Energética (FEE) Não foram modeladas as tendências de barateamento de custos de investimento relativos às tecnologias mais recentes Os preços dos combustíveis não renováveis foram mantidos constantes

3 PCE 2050 Regras adotadas Matriz de geração de energia elétrica exclusivamente Cada opção tecnológica se caracterizou por: tecnologia, combustível, módulo de potência, fator de capacidade, rendimento na conversão do combustível, custo fixo de investimento, custo variável de operação e manutenção e uso do solo Cada equipe foi dada a oportunidade de acrescentar novas opções tecnológicas à lista original, destacando que eventuais inclusões ficariam imediatamente disponíveis aos demais cenaristas Forma de despacho (acionamento) de cada tipo de opção tecnológica poderia ser selecionada por ordem de mérito atribuída pelo cenarista; por custos variáveis; ou à plena capacidade O custo unitário dos combustíveis foi padronizado, assim como o custo da eletricidade importada e eventualmente necessária Demanda por energia elétrica deveria ser integralmente atendida, em todos os anos do horizonte de estudo, seja por geração associada às opções tecnológicas ou por importação de energia elétrica

4 PCE 2050 Regras adotadas Tanto no cenário BAU quanto no cenário FEE, cada cenarista teria liberdade para definir suas projeções anuais de demanda, desde que elas se concentrassem dentro dos limites superior e inferior préestabelecidos O parque gerador atual foi representado pela capacidade instalada em 2013, incluindo a parcela referente à energia de Itaipu destinada ao Brasil Os empreendimentos já comprometidos com a expansão do parque gerador, por meio de leilões regulados, deveriam ser preservados até o término do prazo contratual Os cenaristas poderiam representar o descomissionamento de unidades geradoras ao longo do horizonte de estudo, respeitando os compromissos firmados em leilões regulados As matrizes seriam modeladas utilizando o software LEAP3 Longrange Energy Alternatives-Planning System

5 Matriz (BAU ) C i 584 GW

6 Matriz (FEE ) C i 326 GW 2021 %35 FEE

7 Gestão da demanda Medida indicados Vantagens / Desvantagens Retrofit de Sistemas de Ar Condicionado Comercial (hotéis, shoppings) e Industrial Rapidez de implantação

8 Gestão da demanda Medida Indicados Vantagens / Desvantagens Conforto visual Iluminação por LED Residencial, comercial e industrial Preços ainda altos

9 Gestão da demanda Medida indicados Vantagens / Desvantagens Troca de motores Industrial Alto rendimento (68% do setor e 30% de toda energia do país) Investimento inicial alto

10 Gestão da demanda Medida indicados Vantagens / Desvantagens Correção do fator de potência Industrial Proteção da rede e equipamentos Consultoria especializada 10 3

11 Gestão da demanda Medida indicados Vantagens / Desvantagens Controle de vazamentos em redes de ar comprimido na indústria automobilística Industrial Aumento da vida útil dos equipamentos Consultoria especializada 10 3

12 Gestão da demanda Medida indicados Vantagens / Desvantagens Controle de vazamentos de água Industrial, Comercial e Serviço Público Controle do abastecimento hídrico Pode demandar obras civis complexas

13 Gestão da demanda Medida Indicados Vantagens / Desvantagens Energia emergencial Geradores a diesel no horário de ponta Industrial e Comercial Ganhos dependem da região e da época Tendência de aumento de emissões

14 Gestão da demanda Medida Indicados Vantagens / Desvantagens Troca de óleos lubrificantes Industrial e Comercial Reduz a manutenção dos equipamentos Aumento no preço do lubrificante

15 Gestão da demanda Medida (BE, 04/2015) Indicados Vantagens / Desvantagens Substituição de fornos elétricos por fornos a gás Industrial (metalúrgicas, fundições, vidro e químico) Aumenta a qualidade e produtividade do processo Investimento moderado 20 6

16 Gestão da demanda Medida Indicados Vantagens / Desvantagens Contenção de perdas elétricas pelo uso de filtros de harmônicos redutores de desbalanceamento e de potência reativa Industrial (químico, petroquímico e siderúrgico) Não necessita trocar equipamentos Protege a instalação elétrica Interrupção da rede para a instalação 5-15 < 1

17 Gestão da demanda Medida Indicados Vantagens / Desvantagens Modulação de cargas para fora do horário de ponta Companhias de saneamento Melhoria do controle Automação mais sofisticada do controle dos níveis dos reservatórios Instalação de inversores

18 Gestão da geração de Energia Medida Cogeração a gás indicados Industrial (c/ demandas de vapor) e Comercial (edifícios com sistemas de ar condicionado mais robustos) Vantagens / Desvantagens Cogeração de utilidades (vapor, água quente e gelada, CO ² ) Falta de incentivos para GD

19 Gestão da geração de energia Medida Microgeração eólica indicados Industrial (antenas e estações repetidoras de sinais), Prédios Residenciais e Comerciais Vantagens / Desvantagens Dependência da velocidade dos ventos

20 Gestão da geração de energia Medida Uso de painéis fotovoltaicos Indicados Especialmente os setores residenciais, seguidos pelos comerciais e industriais Vantagens / Desvantagens Níveis de irradiação favoráveis Custos em queda Net metering (Resolução 482/ANEEL) Sensível ao valor da tarifa e à disp. de área (em edifícios): Geração própria x Áreas variável

21 Gestão da demanda Redução de perdas (smart meter/grid, Geração mais distribuída): 16,48% (LEAP) Aumento da oferta comprometida com a redução das emissões de Carbono Hidrelétricas com turbinas de alto rendimento (hidrocinéticas) Gás natural como elemento complementar de transição para uma matriz elétrica mais sustentável com Biomassa, Eólica e solar distribuída

22 Fontes FEE: Papel e importância Hidrelétricas: potencial hídrico Eólica, Gás Natural, Biomassa e Solar telhado: complementariedade e ganhos econômicos Gás natural: Reservas e transição Solar fotovoltaica distribuída (especialmente nos segmentos residencial e comercial): EPE estima para mil MWp (42%: R, 37%: C, 17%: I e 4%: Público)

23 Crítica do Cenário Diversidade Energética aumenta a segurança do fornecimento de EE FEE: Fator de Capacidade médio (42,88%) e redução das perdas (16,48%) menores investimentos em expansão Competitividade e viabilidade das fontes predominantes, especialmente nas hidrelétricas, biomassas e GN Impacto no Solo está mais associada às UHE, podendo ser reduzido pelo adoção de critérios socioambientais que garantam menor impacto social (negociação local) e pelo uso de turbinas / projetos que propiciem aumento no fator de capacidade (FC LEAP: 40 50% x 50 65%) Emissões do Cenário devem ser reduzidas com o aumento do FC das UHE e eólicas (FC LEAP: 35%; 6/9 FAB 2014 > 39%; 5/9 FAB 2014 > 42%), reduzindo o uso do GN O aumento do FC das UHE e eólicas e a redução atual do custo mundial do petróleo tendem a reduzir os gastos com combustíveis do cenário Uso de Solar telhado foi limitado pela área disponível e pelo custo fixo Expansão do consumo no limiar mínimo apontado considera mudança na elasticidade renda da demanda em relação ao crescimento da economia

24 Políticas Públicas recomendáveis Maior incentivo a Políticas de Eficiência Energética, podendo estender, p. e., a IN 02/MPOG/2014 (construções em edificações federais) para outros setores da construção civil Ampliação do alcance da Resolução ANEEL 482/2012, sobretudo no que diz respeito ao sistema de compensação de energia elétrica da micro/mini-geração para a mesma unidade consumidora Adoção de critérios técnicos e mais inclusivos para a discussão da matriz energética (MMA/EPE, ANEEL (Extinto CNAEE) X ANA (CNRH))

25 Planejamento Energético Nacional Investimento em P&D no setor de EE, visando o domínio do ciclo tecnológico pelo Brasil no médio prazo, em setores estratégicos para a completa incorporação dos ciclos produtivos de modais estratégicos, como a conversão eólica / GN (ciclo combinado), os sistemas de controle na eólica, o uso do GNL, o melhor aproveitamento da biomassa (gaseificação), o domínio tecnológico para a construção de painéis PV e geradores eólicos de baixa potência Otimização de fontes hídricas, tendo em vista que este se mantém o mais importante modal de geração de energia elétrica Uso complementar do GN no Brasil (menor potencial poluente em relação aos óleos combustíveis, lenha e carvão) sugere-se a sua adoção como elemento de transição para eólica, biomassa e solar telhados

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