Energias Renováveis (Solar e Eólica)

Transcrição

1 Desenvolvimento e Perspectivs de Energis Solr e Eólic pr o Futuro d Humnidde Energis Renováveis (Solr e Eólic) Energis Renováveis n Questão Energétic Energis Renováveis Estdo Atul e perspectivs Progrms em ndmento Energis Renováveis e Gerção de Empregos

2 Tecnologis em Foco (energi renovável complementr) Solr Fotovoltic Solr Térmic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc. O Sol envi pr Terr energi equivlente cerc de vezes o consumo mundil de energi brut

3 O Sol, Fonte Inesgotável Energi Renovável x Energi Fóssil: diferenç entre sempre e nunc mis PETRÓLEO E LÍQUIDO DE GÁS NATURAL A mis importnte fonte de energi do mundo. Reservs provds crescentes. Volume de óleo recuperável originl: 2,3 trilhões de brris Já produzido/consumido: 0,8 trilhões de brrisb Por recuperr: 1,5 trilhões de brris Atendendo à demnd té 2050 (no nível tul) l) Visão discordnte: óleo recuperável originl = 1,75 trilhões trzendo escssez do óleo pr FONTE: Petrobrás Plestr Fernndo Brteli 4E UFRJ - 205

4 Blnço d Rdição Solr Fonte: Revist Ciênci Hoje A Energi que vem do Sol Uso d Energi: Atul SUPRIMENTO DE ENERGIA: MUNDO % PETRÓLEO COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS GÁS NUCLEAR HIDRÁULICA OUTRAS RENOVÁVEIS

5 Uso d Energi: Atul SUPRIMENTO DE ENERGIA: BRASIL % PETRÓLEO COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS GÁS NUCLEAR HIDRÁULICA OUTRAS RENOVÁVEIS Uso d Energi: Atul BRASIL x MUNDO % PETRÓLEO COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS GÁS HIDRÁULICA OUTRAS RENOVÁVEIS MUNDO BRASIL

6 Ministério de Mins e Energi Gás Nturl 5,5% Novs Energis 2,2% BRASIL- MATRIZ ENERGÉTICA Petróleo 47,1% Novs Energis Renováveis 13,5% Biomss Modern 11,3% Grndes Hidroelétrics 12,8% Energis Renováveis 35,4% Nucler 1,2% Biomss Trdicionl (renovável) 9,1% Crvão 7,4% Biomss Trdicionl ( insustentável ) 3,4% Ministério de Mins e Energi BRASIL CAPACIDADE INSTALADA (SIN SIN e ISOLADO): Hidro & PCH s 81% Térmic 16.5% Nucler 2.5% Hidrelétrics (c/ PCH) Termelétrics Nucler Eólic TOTAL MW MW MW 22 MW ~ MW LINHAS DE TRANSMISSÃO: ( 138kV) > km Áre ~ km² Populção ~ 170 milhões Consumidores ~ 47 milhões Fonte : MME/ANEEL Out. 2002

7 Uso d Energi: Tendênci DEMANDA DE ENERGIA - MUNDO (milhões de tep) Ano Uso d Energi: Tendênci FONTE: Informtivo d Eletronucler - gosto 2001

8 Universlizção: mets e desfios Atendimento às 12 milhões de pessos sem suprimento de energi elétric 2 milhões de ligções té 2008 Universlizção: mets e desfios Evolução d eletrificção dos domicílios brsileiros ( ) % Urbn Rurl Totl Fonte: Reltório CEPEL-DTE / ginnini@cepel.br

9 Universlizção: mets e desfios Universlizção: mets e desfios

10 Universlizção: mets e desfios NE - 58% N - 23% S - 6% SE - 9% CO - 4% Fonte: MME Uso d Energi: Meio Ambiente EMISSÕES DE CO 2 - MUNDO (milhões de tonelds) Ano

11 Uso d Energi: Meio Ambiente EMISSÕES DE CO (bilhões de tonelds) Píses Brsil Austrli México Cndá Ucrâni Jpão Chin Rússi Un. Eur. EUA Ministério de Mins e Energi Emissões de CO 2 unity: ton CO 2 per equiv. Oil ton 2,49 2,17 2,42 2,35 2,36 1,69 Brzil USA Jpn Germny OECD World Source: Interntionl Energy Agency IEA in Key World Energy Sttistics (2003)

12 Uso d Energi: Meio Ambiente FONTE: Instituto de Pesquis mbientl d Amzôni Emissão de CO 2 de Diverss Tecnologis Emissões Emissões de CO2 de nos CO2 nos estágios estágios de de produção produção de de Tecnologis Tecnologis energi energi (ton/gwh) (ton/gwh) Extrção Extrção Construção Construção Operção Operção Totl Totl Plnt Plnt convencionl convencionl de de queim queim de de crvão crvão Plnt Plnt de de queim queim de de gás gás Pequens Pequens hidrelétrics hidrelétrics Energi Energi eólic eólic Solr Solr fotovoltico fotovoltico Grndes Grndes hidrelétrics hidrelétrics Solr Solr térmico térmico Lenh Lenh (Extrção (Extrção progrmável) progrmável) Fonte: "Renewble Energy Resources: Opportunities nd Constrints " - World Energy Council

13 Uso d Energi: Custos de Externliddes* (centvos de dólr por kwh) Crvão: 1,94 14,60 Turbin gás: 0,97 3,89 Nucler: 0,19 0,58 Fzend Eólic: 0,05 0,24 *Estimtiv de custos pr sociedde e pr o mbiente decorrentes de uso de combustíveis fósseis e nucleres, não incluindo lixo nucler e custos de destivção. Estudo d UE, ExtermE - WSJ Uso de Energi: Pnorm A busc de soluções pr problemátic energétic pss tulmente por três cminhos: Busc de fontes renováveis de energi menos gressivs o meio mbiente. Melhori d eficiênci energétic dos diversos equipmentos trnsformdores de energi. Combte o desperdício energético.

14 Uso de Energi: Conclusão Do ponto de vist mbientl, sustentbilidde do desenvolvimento depende, entre outrs medids, d contenção ds emissões de gses poluentes, d conservção ds condições gricultáveis do solo, d não contminção ds águs, d explorção rcionl dos recursos fósseis e d melhor utilizção dos recursos renováveis Energi e Desenvolvimento Sustentável Instituto de Economi d UFRJ,ELETROBRÁS, MME Evolução dos Custos de Energis Renováveis (US$/MWh MWh) Fotovoltic Eólic Geotérmic Termosolr - Gás Termosolr - Prbólicos Biomss

15 Mturidde e Custos ds Tecnologis TECNOLOGIA POTENCI AL (GW) TAMANHO TÍPICO (KW) APLICAÇÃO MATURIDADE DA TECNOLOGIA VIABILIDADE TÉCNICA CUSTO INVESTIMENTO (US$/KW) CUSTO O&M (US$/MWh) CUSTO COMBUSTÍVEL (US$/MWh) CUSTO GERAÇÃO (US$/MWh) EFICIÊNCIA SOLAR FOTOVOLTAICA - HELIOTÉRMICA TORRE CENTRAL A A CILINDROS DISCOS EÓLICA BIOMASSA 27.7 PCH s A INTERMITENTE - GRID E OFF-GRID - BASE - GRID - BASE - GRID - BASE -GRID E OFF-GRID -INTERMITENTE -GRID E OFF-GRID -BASE -GRID E OFF-GRID -VARIÁVEL -GRID E OFF-GRID Em comprção de custos deve-se levr em cont o d rede de distribuição DEMONSTRADA (GRID) COMERCIAL (OFF-GRID) PRÉ COMERCIAL COMERCIAL DEMONSTRADA COMERCIAL COMERCIAL COMERCIAL MÉDIA (GRID) ALTA (OFF- GRID) ALTA ALTA MÉDIA ALTA ALTA ALTA Atls Solrimétrico do Brsil

16 Potentil Solr por Região Região Norte 43,3 % Região Nordeste 20,5 % Região Centro-Oeste 19,3 % Região Sudeste 10,5 % Região Sul 6,4 % Aquecimento Solr

17 Uso Energi Elétric Brsil (Residencil) Como s pessos usm energi de um modo gerl: Chuv. El. 30% 4%5% 6% 20% 25% 10% Televisão Iluminção Máquin de Lvr Outros Gel. E Freezer Ferro El. Tecnologis de Conversão Diret d Rdição Solr - Heliotermi Discos Cilindros

18 Tecnologis de Conversão Diret d Rdição Solr - Heliotermi Torre Centrl Tecnologi Fotovoltic - Aplicções Stélites de comunicção, sensoremento, pesquis etc

19 Tecnologi Fotovoltic - Aplicções Estções repetidors de microonds, rádio VHF/UHF ou TV Tecnologi Fotovoltic - Aplicções Sistems de Telemetri Monitorção Ambientl: estções de medições meteorológics, pluviométrics, hidrológics, nemométrics, monitorção de poluição, etc.

20 Tecnologi Fotovoltic - Aplicções Sistems de proteção ctódic contr corrosão de estruturs metálics, oleodutos, gsodutos, etc. Tecnologi Fotovoltic - Aplicções Produtos de consumo: relógios, clculdors, crregdores de pilhs NiCd, brinquedos, etc.

21 Tecnologi Fotovoltic - Aplicções Sinlizção de eroportos Propgnd comercil Avião Solr

22 Crcterístics dos Módulos (c-si) Céluls confeccionds prtir de silício As céluls são encpsulds nos módulos. Antes de serem encpsulds, s céluls são conectds em série ou prlelo É importnte considerr geometri ds céluls, já que els devem ocupr o máximo de áre possível Célul de Silício Policristlino Módulos de Silício Cristlino (c-si)

23 Evolução ds Céluls Fonte: L. Kzmerski Sistem Fotovoltico de Gerção de Energi Elétric

24 Prticipção de Cd Componente no Custo de SF Componente Custo Inicil Custo Anulizdo Reguldor 20% 23% Retor e Lâmpds 9% 23% Bteri 13% 23% Instlção ou O&M 4% 3% Módulo 54% 28% Perfil ds Aplicções de Sistems Autônomos nos Píses em Desenvolvimento Apresent um enorme potencil pr plicções remots Progrms em diversos píses pr plicções sociis e produtivs no meio rurl

25 Exemplos de Projetos no Brsil Arquipélgo de São Pedro e São Pulo Estção Científic Arquipélgo São Pedro e São Pulo pinel fotovoltico de 3.6kWp desslinizcão de águ em opercão desde jun/98 projeto do CEPEL pr CIRM Vist ére d Estção Científic

26 Escol d comunidde de Bixão do Archnjo Município de Brr Igrej, escol e posto de súde d comunidde de Águ Fri Município de São Fidélis Sistem energético d comunidde de Águ Fri Município de São Fidélis

27 Estdo de Tocntins Crinçs ssistindo à TV pel primeir vez n comunidde de Bo Sorte Município de Dinópolis Sistem de bombemento d comunidde de Bo Sorte Município de Dinópolis Estdo do Mto Grosso Alunos n escol d comunidde de Córrego Grnde Município de Snto Antônio de Leverger Sistem energético d escol e do posto de súde d comunidde de Córrego Grnde Município de Snto Antônio de Leverger

28 Projeto Ribeirinhs Tecnologi Fotovoltic Sistems Híbridos

29 Sistem Híbrido de Cmpins - AM Vil de Cmpins; mrgem do Rio Solimões; 120km Mnus Convênio CEPEL/NREL/CEAM Fotovoltico/Diesel 50kWp FV Em operção desde mio/97 Sistem Híbrido de Jones Ilh de Mrjó (PA), Município de Slvterr; ; Fotovoltico/Eólico Convênio CEPEL/NREL/CELPA 10kWp FV; 40kW eólico Operndo desde mio/98

30 CASA SOLAR EFICIENTE TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA PARA UM PÚBLICO MAIS AMPLO

31 É COMO GUARDAR O SOL DE DIA PARA ACENDER À NOITE DENTRO DE CASA Sistem Fotovoltico Residencil Conectdo à Rede Elétric

32 Tecnologi Fotovoltic Sistems Conectdos à Rede Sistem fotovoltico sobre o telhdo de um condomínio residencil - Jpão Tecnologi Fotovoltic Sistems Conectdos à Rede Pinel fotovoltico de -Si integrdo o revestimento d fchd de vidro em um prédio no Jpão

33 Tecnologi Fotovoltic Sistems Conectdos à Rede Centrl Fotovoltic Neurther See (Alemnh) 360kWp Mercdo Globl

34 Empregos

35 Tendêncis ANO VALOR (1000 US$) , , , , , , , , ,30 TOTAL , US$ IMPORTAÇÃO PV 6.000, , , , , ,00 0, ANO

36 PV - ESTIMATIVA OTIMISTA DE MERCADO (5 6 nos) Mercdo Comunitário (Ex sistems 500 Wp 15 PRODEEM) cd MWp Universlizção (LUZ PARA TODOS) Usos Produtivos Sistems Híbridos (Região Norte) 10 % de 2 milhões de novos consumidores Wp cd 5% dos novos consumidores 2000 sistems de 1kWp 500 sistems 20 kva 50 sistems 40 kva com prticipção PV de 50% 40 MWp 2 MWp 6 MWp TOTAL 63MWp Energi Eólic:Aplicções

37 Aplicções d Energi Eólic Ctvento Bombemento d águ Residêncis Fzends Aplicções Remots Aplicções d Energi Eólic Pequeno Porte ( 10 kw) Residêncis Fzends Aplicções Remots Intermediário ( kw) Sistems Híbridos Gerção Distribuíd Grnde Porte (250 kw - 2+MW) Fzends Eólics Gerção Distribuíd

38 Aerogerdores de grnde porte Desenvolvimento de pesquiss em energi eólic de grnde porte pós 2 Guerr Mundil; Inicitiv de vários píses como Frnç, Dinmrc, Estdos Unidos, Rússi, Alemnh e Inglterr em pesquiss de grndes erogerdores; Retomd de investimentos em energi eólic, pós os choques do petróleo n décd de 70, n diversificção d gerção de energi. O Progrm Federl de Energi Eólic (1971), dos EUA, promoveu o desenvolvimento eólico em váris regiões, lém de pesquiss de novs concepções e mteriis utilizdos nos erogerdores. Aerogerdores de grnde porte Turbin Eólic de Brush ( ) Potênci de 12 kw Rotor com 17 m de diâmetro Torre de 18m e 144 pás. Acionmento de lâmpds incndescentes

39 Aerogerdores de grnde porte Turbin Eólic Blclv ( ) Potênci de 100 kw Torre de 30m e 2 pás. Interligção com rede Posicionmento vi trilhos Aerogerdores de grnde porte Turbin Eólic Smith- Putnm ( ) Potênci de 1.25 MW Rotor com 53.3 m de diâmetro Torre de 33.3m e 2 pás. Interligção com rede

40 Aerogerdores de grnde porte Turbin Eólic de Gedser Dinmrc kW Turbin MOD-5B Estdos Unidos MW Turbin Eixo Verticl Estdos Unidos ( ) 625 kw Evolução do Perfil Aerodinâmico

41 Evolução comercil ds turbins eólics Fonte: DEWI Energi Eólic e o Meio Ambiente Utilizção do Solo pr Atividdes Agrícols Emissão de Gses Emissão de Ruído Impcto Visul Impcto sobre Fun

42 Evolução do Custo d Energi Eólic Redução significtiv dos custos d energi eólic: Redução dos custos ds turbins eólics; Turbins cd vez miores, com torres cd vez mis lts; Melhori d tecnologi e nos métodos de produção; Melhori n eficiênci e n disponibilidde; Qued nos custos de operção e mnutenção US$ 400,00/MWh 2003 US$ ,00/MWh

43 EVOLUÇÃO DO MERCADO MUNDIAL Potênci nul instld, MW Instlled Cpcity per Yer, MW Instlção nul européi yerly instlled cpcity in Europe Potênci Anul Instld Europ, Mundo Instlção nul mundil yerly instlled cpcity world-wide Potênci cumuld n Europ cumulted cpcity in Europe Potênci cumuld no mundo cumulted cpcity world-wide Potênci instld cumuld, MW Accumulted Instlled Cpcity, MW Fonte: DEWI

44 A Energi Eólic no Brsil Estdo Atul ds Aplicções Eólics no Brsil 0.03% 0.03% d d potênci instld Usin d Tíb - 5 MW(10x 500kW) São Gonçlo de Amrnte CE

45 Usins Autorizds pel ANEEL Totl Totl de de Projetos: 91 91usins Potênci Totl: Totl: GW COMPLEMENTARIDADE SAZONAL

46 Complementridde Szonl Região Nordeste Exemplos de de possíveis prques prques eólicos eólicos no no litorl litorl do do Cerá Cerá (3000MW) GWh PARACURU MUCURIPE COFECO BITUP ITÁ ACARAU JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Vzão Vzão fluente fluente no no reservtório de de Sobrdinho, 1931/ /92 (médi (médi de de 2.7MW/m 3 3 /s) /s) Vzão (m3 /s) jn fev mr br mi jun jul go set out nov dez CUSTOS E ESTIMATIVA DE MERCADO

47 Custos Altmente dependentes do regime de ventos Grndes empreendimentos: US$ 35 60/MWh Médios empreendimentos: US$ 45 80/MWh Pequenos empreendimentos: US$ /MWh Estimtiv de Mercdo (considerndo-se se os ftores tuis) Otimist (com muitos ftores indutores) 1000 MW (té 2004) MW em % o no de crescimento té GW Relist (+) (com poucos ftores indutores) 1000 MW (té 2004) MW em % o no de crescimento té GW Relist (-) (com muito poucos ftores indutores) 1000 MW (té 2004) MW em % o no de crescimento té GW

48 O POTENCIAL EÓLICO BRASILEIRO

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51 Substituindo Usin Nucler por Energi Solr Fotovoltic e Energi Eólic Áres Equivlentes Necessáris 10 TWh/no Solr 55 km2 Eólico 168 km2 Ilh Grnde

52 Substituindo Usin Nucler por Energi Solr Fotovoltic e Energi Eólic Áres Equivlentes Necessáris 10 TWh/no Eólico 168 km2 Solr 55 km2 Substituindo Usin Nucler por Energi Solr Fotovoltic e Energi Eólic Áres Equivlentes Necessáris 10 TWh/no Energi Solr Fotovoltic : 55 km2 Enerrgi Eólic: 168 km2

53 Substituindo Usin Nucler por Energi Solr Fotovoltic e Energi Eólic Áres Equivlentes Necessáris 10 TWh/no Ilh Grnde Energi Solr : 55 km2 Enerrgi Eólic: 168 km2 Ministério de Mins e Energi CONTRIBUIÇÃO SOCIAL DO PROINFA (3,3 GW) diretos, indiretos e remotos R$ 4 bilhões n indústri de equipmentos e mteriis, n primeir etp Fonte: (bse d ddos: APMPE)

54 A cdei de produção de ER (situção do Brsil) Engenhri de Projetos Instlção, Explorção e Mnutenção Concepção de sistems e componentes Fbricção de equipmentos Mtéri Prim Energis Renováveis Brreirs de Mercdo Exclusão dos custos mbientis no preço ds energis convencionis Bixos vlores de compr de energi pelos operdores; Necessidde de polític Fiscl pr equipmentos ssocidos às renováveis

55 Energis Renováveis Brreirs de Mercdo Rigidez ds estruturs institucionis, polítics e regulmentres; Convicção de que s tecnologis de utilizção de renováveis são crs, de risco elevdo. O Futuro ds Fontes Renováveis de Energi

56 Conclusões: últims notícis O crvão, e o petróleo não serão os reis d energi mundil pr sempre. Não é mis um tolice olhr o sol, o vento e pr s onds do mr The Economist A idde d pedr não cbou porque cbrm s pedrs; não é necessário que o petróleo cbe pr entrrmos em um nov er de energi SHELL Conclusões: últims notícis Ás vezes ser moderno é olhr pr trás Gilberto Gil

57 Hmilton Moss Jorge Lim (21) (21) Centro de Referênci pr Energi Solr e Eólic S. S. Brito CEPEL - Centro de Pesquiss de Energi Elétric Do que trt? introduz relevntes lterções no PL originl. Trt d universlizção do serviço público de energi elétric, proporcionndo o Poder Executivo instrumentos cpzes de concretiz-l quer pelo estbelecimento de mets quer pel contrtção de novos gentes sob regime de permissão pr turem em áres já concedids. Incorpor mecnismo de inserção de energis lterntivs renováveis, estbelecendo objetivo e mets pr prticipção desss fontes n Mtriz Energétic Ncionl. Atu sobre o desenvolvimento energético ncionl estbelecendo mecnismos de estímulos à gerção de energi. Finlmente, bord em vários dispositivos mecnismos que vism impedir concentrção empresril no setor. Deputdo José Crlos Alelui Reltor

58 Importânci pr o desenvovimento ds energis renováveis complementres no Brsil - criçã ção o d CDE, Cont de Desenvolvimento Energético Principis virtudes Incorporção ds ER à legislção básic do SE Compr compulsóri Critérios de Remunerção Identificção de fonte de recursos

59 Principis problems Incorporção ds ER à legislção básic do SE: Trmitção complex Lei tmbém incorpor crvão e gás no CDE Conclusões: últims notícis Energi eólic:crescimento de 65% em 1999 (ritmo de crescimento d telefoni móvel); tem tido um crescimento sustentdo d ordem de 30%.. US$ 3 bilhões - 86 mil empregos