Eficiência energética. Panorama da energia. 2 º. semestre, 2017

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1 Eficiência energética Panorama da energia 2 º. semestre, 2017

2 Fontes e demanda de energia mundial O consumo de energia nos últimos 50 anos cresceu rapidamente e tudo indica que esse crescimento será mantido para os próximos 50 anos, mas com algumas diferenças significativas. O crescimento anterior foi estimulado pelo custo relativamente baixo dos combustíveis fósseis e pelo aumento da taxa de industrialização da América do Norte, Europa e Japão. O consumo de energia nesses lugares continuará crescendo mas outros fatores, como o crescente aumento no uso da energia na China e Índia, principalmente, tornam as estimativas futuras mais complexas. Esses dois países representam quase 1/3 da população mundial. As expectativas são de esgotamento das reservas de petróleo para um futuro próximo e um aumento do efeito das atividades humanas na mudança climática global.

3 Fontes e demanda de energia mundial Dados da International Energy Agency (IEA), World Energy Outlook, sobre a demanda de energia primária no mundo: (2% ano) (3% ano) Dados em MTep = 4,1868x10 4 TJ

4 Fontes e demanda de energia mundial O incremento do consumo de energia entre 1971 e 2008 foi de 50%, atribuído principalmente ao crescimento na Ásia, principalmente China, mesmo que o consumo per capita na China e Índia ainda sejam pequenos quando comparados a Estados Unidos e Europa. A taxa de crescimento reduziu entre 2008 e 2012, devido à forte recessão nos Estados Unidos e Europa, mas mesmo assim, ficou em 2,1%. Segundo dados da British Petroleum Corp., nos últimos 10 anos o consumo aumentou 2,8%.

5 Fontes e demanda de energia mundial Mesmo com um crescimento de 2% ao ano, o consumo de energia primária, utilizando como referência os Mtep de 2008 dobraria em 2043 e triplicaria em Esse consumo não tem como aumentar indefinidamente. A contribuição dos combustíveis fósseis na oferta de energia primária mundial é de aproximadamente 82% (petróleo 31%; carvão 29% e gás natural 21%). A contribuição do petróleo nesse mix energético diminuiu de 35% em 2002 para 31% em 2012 mas a contribuição do carvão passou de 23% para 29%, também devido ao aumento da produção de potência na China onde 75% da produção de eletricidade é pela queima do carvão. Desde 2000, a potência instalada na China vem aumentando em uma taxa de 12% ao ano.

6 Fontes e demanda de energia mundial Como a projeção das Nações Unidas é que a população mundial alcance 9 bilhões de pessoas em 2050 e que esse aumento de 2,5 bilhões ocorra principalmente nos países em desenvolvimento e que essa população aspire por melhores padrões de vida (acesso à eletricidade, transporte, comunicação, conforto, etc.), a complexidade para o fornecimento de energia aumenta. GDP: gross domestic product (PIB)

7 Fontes e demanda de energia mundial GDP: gross domestic product (PIB)

8 Uso de energia primária por setores da economia Os principais consumidores de energia primária no mundo são: geração de energia elétrica, transporte, aquecimento e refrigeração, industrial e outros. A demanda de energia elétrica triplicou entre 1971 e 2002 e quadruplicou por volta de Isso é facilmente explicável uma vez que a energia elétrica é uma forma de energia muito conveniente para o transporte e uso.

9 Uso de energia primária por setores da economia Embora o consumo de energia primária tenha aumentado em todos os setores, sua participação relativa diminiui nos setores indústria e edificações ao longo dos anos, sendo substituido pelo aumento do consumo no setor de geração de potência, isso é, para produção de eletricidade. A participação da eletricidade aumentou de 20% em 1971 para aproximadamente 40%, em 2011.

10 Uso de energia primária por setores da economia A eletricidade tornou-se a forma preferida de energia para todas as aplicações e a tendência é que seu uso continue incrementando significativamente nos próximos anos principalmente em novos usos (automoveis elétricos, etc.).

11 Uso de energia primária por setores da economia O carvão ainda é a maior fonte de energia utilizada para a geração de eletricidade. Como consequencia, o setor de potência foi o responsável por 42% de todas as emissões de CO 2 em Essas emissões poderiam ser reduzidas como o aumento da participação das energias renováveis que hoje representam cerca de 20% na produção de eletricidade em todo mundo. Desses 20%, 16% correspondem à geração hidroelétrica.

12 Uso de energia primária por setores da economia Estimativa do crescimento da participação de fontes renováveis na geração de eletricidade.

13 Uso de energia primária por setores da economia A previsão para as próximas decadas é que o uso do carvão não incremente, mantendo-se nos níveis atuais e que parte do incremento do consumo de energia elétrica seja atendido pelas fontes renováveis, gás natural e também por um pequeno aumento da oferta da energia nuclear.

14 Uso de energia primária por setores da economia Considerando a década entre 2002 e 2012, a capacidade instalada de sistemas eólicos aumentou em torno de 30% ao ano enquanto que os sistemas fotovoltaicos aumentaram em uma taxa de 50% ao ano. Essas duas fontes são responsáveis atualmente por mais de 2% da geração de eletricidade mundial. Como são duas tecnologias maduras, com preços decrescentes, jogam um papel importante para qualquer estratégia de redução de emissões de CO 2 para a atmosfera.

15 Uso de energia primária por setores da economia A figura abaixo apresenta a potência instalada para geração de eletricidade em 2010 e as estimativas de aumento para 2040, conforme a IEA e o US DOE, onde aparece um aumento de capacidade a uma taxa anual de 1,6%. Esse aumento não é uniforme pois China e India representam aumentos na ordem de 60% e lembrando que o carvão ainda é responsável por 70% da produção de eletricidade na China, isso impactará nas emissões globais de GEE.

16 Uso de energia primária por setores da economia O setor de transporte é responsável por 20% do consumo de energia primária, sendo responsável também por uma parcela significativa das emissões de GEE e outros contaminantes e é baseado quase que completamente no uso do petróleo. Atualmente, 95% da energia consumida vem do petróleo e a projeção para 2040 não é diferente do valor atual. No entanto, decisões políticas quanto às emissões de GEE podem mudar isso rapidamente e são de difícil estimativa.

17 Uso de energia primária por setores da economia Outras soluções para o setor de transporte são os biocombustíveis: etanol, metanol, biodisel e biogases. Além disso estuda-se muito o hidrogênio como uma solução importate que poderia ser produzido economicamente através de fontes alternativas ou mesmo nuclear e também a energia elétrica. Problemas: Biocombustíveis: deslocamento da produção de alimentos para a produção de combustíveis. Elevado valor de insumos necessários. Hidrogênio: segurança, infraestrutura, armazenamento e baixa eficiência dos veículos quando comparados com veículos híbridos ou completamente elétricos. Energia elétrica: em veículos totalmente elétricos e problema é o armazenamento. Custo, durabilidade, etc.

18 Uso de energia primária por setores da economia Reservas de petróleo As reservas atuais de petróleo identificadas e provadas variam de fonte para fonte. Há um concenso, no entanto, que atualmente sejam da ordem de 1668,9 bilhões de barris. Como a produção de petróleo no final de 2012 era da ordem de 86,5 milhões de barris por dia, essas reservas poderiam durar ainda 53 anos caso não haja aumento da produção mundial. Obviamente outras reservas poderiam ser descobertas, aumentando esse tempo, como tem sido recorrente desde os anos 1950.

19 Uso de energia primária por setores da economia Reservas de petróleo De acordo com as estimativas da BP, conforme os cenários de reservas descobertas ou não ainda, o pico de produção poderia encontrar-se conforme a figura abaixo:

20 Uso de energia primária por setores da economia Reservas de petróleo Diminuição da produção de petróleo no Mar do Norte. Poderia ser um indicativo??

21 Uso de energia primária por setores da economia Reservas de gás natural As reservas atuais, provadas, de gás natural são de aproximadamente 187,3 trilhões de m 3. Utilizando o nível de produção do final de 2012, essas reservas durariam 55,7 anos. No entanto, a produção de GN vem aumentando a uma taxa anual de 2,7% nos últimos 5 anos. Mesmo considerando novas descobertas de GN, poderiam durar entre 50 e 80 anos.

22 Uso de energia primária por setores da economia Reservas de carvão mineral É a maior reserva de combustível fóssil disponível (e a maior dor de cabeça). Seu consumo, para geração de eletricidade, continuará aumentando nos próximos anos, principalmente na China, Índia, Austrália e em outros países. Soluções: Uso de tecnologias de carvão limpo: lavagem, gaseificação, sequestro de carbono, etc.

23 Uso de energia primária por setores da economia Energia nuclear Representa a possibilidade de produção de energia livre de carbono com benefícios ao meio ambiente. Problemas: Segurança do combustível e dos resíduos; Possibilidade de usos menos nobres (armas) No final de 2011, a fissão nuclear representava 14% da eletricidade gerada no mundo, com uma capacidade instalada de 375 GW e crescimento estimado entre 1,5 a 2,7%, mesmo após o acidente de Fukushima. Reservas de urânio estimadas são da ordem de 5 a 7 milhões de toneladas.

24 Uso de energia primária por setores da economia Energia nuclear Para gerar 1 TWh de eletricidade são necessárias 22 toneladas de urânio. Pela capacidade disponível no final de 2011, de 375 GW, essas reservas durariam aproximadamente 97 anos. Considerando o incremento estimada da produção de eletricidade via nuclear de 2% ao ano, as reservas durariam aproximadamente mais 60 anos.

25 Uso de energia primária por setores da economia Energia nuclear

26 Status atual e potencial das fontes renováveis Como comentado anteriormente, 13,2% da energia primária mundial fornecida é proveniente de fontes renováveis. Entretanto, 75% é proveniente da biomassa que, na maioria dos países em desenvolvimento, é convertida em calor pela queima aberta tradicional, muito ineficiente. No mundo, a hidroeletricidade representa apenas 2,3% da produção de energia. As demais fontes (solar térmica, solar fotovoltaica, eólica, geotérmica e oceânica) produzem apenas 1% da energia primária mundial. Em alguns países (Nigéria, Noruega, Brasil e Suécia) as energias renováveis contribuem em mais de 40% da demanda de energia e mais de 20% em outros, como Finlândia, Indonésia, India, Colombia, Chila e Portugal, por exemplo.

27 Status atual e potencial das fontes renováveis Através da adoção de novas políticas, similares às adotadas nos países mais desenvolvidos ou mesmo com o cenário chamado de 450 (cenário que assume que sejam adotadas políticas no mundo todo no sentido de limitar o incremento da temperatura global em 2 C ou a concentração atmosférica de CO 2 em 450 ppm, a expectiva é que as fontes renováveis alcancem 18 a 26% da energia primária global e de 31 a 48% da produção de eletricidade.

28 Status atual e potencial das fontes renováveis Total Capacity in Operation [GW el], [GW th] and Produced Energy [TWh el], [TWh th], heat power Total capacity in operation [GW] 2011 Produced Energy [TWh] Solar Thermal Heat Wind Power 12.0 Geothermal Power Photovoltaic Solar Thermal Power Ocean Tidal Power

29 Status atual e potencial das fontes renováveis Energia eólica Nas últimas duas décadas houve um progresso significativo da energia eólica, com a melhora da tecnologia empregada e diminuição dos custos de construção e montagem, chegando a valores próximos de US$ 1000/kW. Com esses níveis de custos a energia eólica já é economicamente atrativa em diversos lugares. Entre 2001 e 2012, o incremento da capacidade instalada em sistemos eólicos foi de 25%.

30 Status atual e potencial das fontes renováveis Energia eólica

31 Status atual e potencial das fontes renováveis Energia eólica

32 Status atual e potencial das fontes renováveis Energia solar fotovoltaica O custo do módulo fotovoltaico, em 3 décadas, diminuiu de US$ 30/W para cerca de US$ 0,50/W e o sistema completo em torno de US$ 2,oo/W. A energia gerada por eles já é competitiva em diversos locais do planeta. O crescimento da potência instalada foi de 43% entre 2000 e 2012 para 61% entre 2007 e 2012, principalmente na Europa.

33 Status atual e potencial das fontes renováveis Energia solar térmica de concentração As primeiras centrais de geração térmica com concentração foram instaladas nos anos 1980, nos Estados Unidos. Depois, por falta de uma política adequada e recursos de P&D, não houve mais instalações importantes. Nos últimos 10 dez, no entanto, essa tecnologia ressurgiu e existe diversas grandes plantas sendo projetadas e instaladas em diversos locais do globo. Atualmente, o custo da energia gerada pelas grandes plantas encontra-se na ordem de 12 a 16 centavos de dólar/kwhe, com expetativa de redução para 5 centavos/kwhe.

34 Status atual e potencial das fontes renováveis Energia solar térmica de concentração

35 Status atual e potencial das fontes renováveis Energia solar térmica de concentração A grande vantagem da energia solar térmica em relação à energia solar fotovoltaica é a possibilidade de armazenamento térmico e a utilização de gás natural ou biomassa podem ser utilizados como backup, aumentando o tempo de operação da planta e, consequentemente, o fornecimento de eletricidade.

36 Status atual e potencial das fontes renováveis Energia solar térmica para baixas temperaturas Consta da aplicação de coletores térmicos convencionais, utilizados principalmente para aquecimento de água doméstica. No Brasil são utilizados para a substituição do chuveiro elétrico, com grande repercussão no consumo de energia no horário de ponta.

37 Balanço energético nacional

43 Papel do aumento da eficiência energética A conservação da energia, ou melhor ainda, do incremento da eficiência energética pode e deve jogar um papel importante nas estratégias futuras para o uso da energia. Pode diminuir rapidamente os impactos adversos do consumo de energia no meio ambiente além de produzir resultados econômicos imprtantes. A figura na próxima página apresenta a relação entre o consumo de energia per capita, em base anual, e o índice de desenvolvimento humano, IDH para diversos países. Pode-se notar que o consumo de energia per capita nos EUA é quase 3 vezes mais que alguns paises da Europa, com o mesmo IDH.

44 Papel da conservação da energia