ENERGIA E DESENVOLVIMENTO DO NORDESTE BRASILEIRO: ENERGIAS SOLAR E EÓLICA CONFEA - CREA. - Hamilton Moss de Souza

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1 ENERGIA E DESENVOLVIMENTO DO NORDESTE BRASILEIRO: ENERGIAS SOLAR E EÓLICA CONFEA CREA SALVADOR Agosto de Hmilton Moss de Souz

2 ENERGIA E DESENVOLVIMENTO DO NORDESTE: ENERGIAS SOLAR E EÓLICA Evolução d mtriz elétric brsileir té 2030 Considerções sobre possíveis contribuições de cd fonte Perspectivs e dificulddes pr contribuição dests fontes Conclusões BRASIL MATRIZ ENERGÉTICA % Mundo Brsil RENOVÁVEL NÃO RENOVÁVEL

3 Mtriz Elétric 2030 (Cenário B1) (Renováveis: 83,1%) 76% 2015 (Plno Decenl de EE) (Renováveis: 83,7%) 80% 4% 3% 2% 3% 3% 9% 2005 ( Renováveis: 84 %) 84% 3% 1% 2% 2% 2% 10% Hidroeletricidde (inclui PCH e Itipu import.) Termoeletricidde (Crvão) Termoeletricidde (Gás Nturl) Termoeletricidde (Nucler) Termoeletricidde (Derivdos Petróleo) 0% 0% 2% 2% 10% 2% Biomss Eólic e Outros Projeção de Consumo Finl: Eletricidde CRESCIMENTO DO CONSUMO ,7% o no ,5% o no ( ) A B1 B2 C 5,1%% 4,3% 3,9% 3,4% TWh Cenário A Cenário B1 Cenário B , ,6 941,2 847,0 500 Cenário C , ,3 (2005) Obs.: inclusive utoprodução clássic/trnsportd e inclui conservção (progresso utônomo), excluindo contudo consumo setor energético

4 Aquecimento Globl Source: : Instituto de Pesquis Ambientl 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 1993

5 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 f e nucleres, não incluindo lixo nucler e custos de destivção. Estudo d UE, ExtermE WSJ 2002 Tecnologis em Foco (energi renovável complementr) Solr Fotovoltic Solr Térmic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics rmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc.

6 O Sol envi pr Terr energi equivlente cerc de vezes o consumo mundil de energi brut Rdição Solr Globl 40 N O Cinturão Solr 35 S Fonte: Wikipedi

7 Atls Solrimétrico do Brsil UFPE Rdição Solr Globl Médi Anul

8 Potencil Solr por Região Região Norte 43,3 % Região Nordeste 20,5 % Região CentroOeste 19,3 % Região Sudeste 10,5 % Região Sul 6,4 % SWERA: Solr nd Wind Energy Resource Assessment

9 Tecnologis em Foco (energi renovável complementr) Solr Fotovoltic Solr Térmic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics rmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc.

10 PV Conectdo à rede PV Neurther See (Alemnh) 360kWp Telhdo Solr Fotovoltico Avlição do desempenho de sistems fotovolticos conectdos à rede Pinel fotovoltico de 16 kwp em operção desde 2002

11 Universlizção: mets e desfios MME 2004 Universlizção: mets e desfios Evolução d eletrificção dos domicílios brsileiros ( ) Urbn Rurl Totl Fonte: Reltório CEPELDTE /2003 ginnini@cepel.br

12 Uso d Energi: Tendênci FONTE: Informtivo d Eletronucler gosto 2001

13 Sistem fotovoltico de gerção de energi elétric Energi e Inclusão Socil Escol d comunidde de Bixão do Archnjo Município de Brr Sistem Fotovoltico N.S.P. Socorro Mncpurú

14 Instlções Fotovoltics 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 Sistem de Bombemento Fotovoltico Abstecimento comunitário de águ d comunidde de Ampá Grnde Município de Ampá AMAPÁ Sistem energético no posto de súde e bombemento d comunidde de Lgo Novo Município de Trtruglzinho AMAPÁ

15 Instlções Fotovoltics Projeto Ribeirinhs Amzons (Prceri Eletrobrás) Trnsporte dos equipmentos fotovolticos Sistem solr fotovoltico instldo em N.S.P. Socorro Mncpurú 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

16 É COMO GUARDAR O SOL DE DIA PARA ACENDER À NOITE DENTRO DE CASA Cepel Eletrobrás Pesquis sobre eletrificção rurl Quse 9000 proprieddes ruris nlisds pós eletrificção

17 Rurl Eletrifiction nd CO2 Emission Drop of the emission in the mjority of sttes PARAÍBA: 2%, PARÁ: 17% e MINAS GERAIS: 43% de indigentes Emissão de CO2 (no) por propriedde MINAS GERAIS PARÁ PARAÍBA 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 exnte expost Consumo de Eletricidde em Áres Ruris Consumo de Energi Elétric 1800 Brsil Rurl Fse expost Perfil residencil Qtd. de Proprieddes Std. Dev = 147,63 Men = 97 N = 8214,00 Perfil produtivo Consumo kwh/mês

18 PV Produção Mundil (MW) Tecnologi fotovoltic Eficiênci ds céluls Lbortório Comercil Máximo teórico monosi 24% % polisi 20% % ~30% Si 14% 6 8% 8%

19 Evolução ds céluls

20 SOLAR FOTOVOLTAICO Pode contribuir, num primeiro momento, em plicções distntes d rede, em prticulr n região mzônic Cso hj um significtiv redução de custos, plicções interligds podem contribuir num cenário em que substitu fontes térmics Produção de equipmentos no Brsil tem vntgem de utilizr bse hidráulic (menor emissão n produção de equipmentos) Melhorndo condições de vid no cmpo pode judr fixr populções n áre rurl diminuindo pressão sobre os grndes centros SOLAR FOTOVOLTAICO Gerção descentrlizd: cd consumidor um empres de gerção de energi?

21 Substituindo Usin Nucler por Energi Solr Fotovoltic e Energi Eólic Áres Equivlentes Necessáris 10 TWh/no Eólico 570 km2 Solr 69 km2 Ilh Grnde Tecnologis em Foco (energi renovável complementr) Solr Fotovoltic Solr Térmic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics rmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc.

22 Aquecimento Solr 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.

23 Aquecimento Solr O Brsil possui sétim mior áre de coletores solres instldos do mundo: 3,1 milhões de m² 84% no setor residencil 15% no setor terciário (hotéis e serviços) 1% no setor industril Em termos populcionis, o Brsil possui pens 1,72 m² de áre coletor instld pr cd 100 mil hbitntes, muito trás de Chipre (84,4), Brbdos (26,9) e Turqui (13,5) A tx médi de crescimento nul d áre coletor instld no Brsil é de 14%, enqunto no Cndá é de 50%, n Alemnh 39%, n Frnç e Gréci, 34%. Conceitução Gerção Heliotérmic Produção de energi elétric prtir d conversão d energi solr em clor com lt tempertur com emprego sistems de concentrção de energi. Sistems de Concentrção de Energi Solr (Concentrted Solr Power CSP) Arrnjos de espelhos e de concentrdores d rdição solr diret. Tecnologis básicsb Cilindros prbólicos, Torre centrl e Discos prbólicos.

24 Tecnologis de Conversão Diret d Rdição Solr Heliotermi Discos Cilindros Tecnologis Cilindro Prbólico Nevd Solr One, 64 MW (construção). Concepção básic d tecnologi de cilindros prbólicos Solr Electric Genertion Sttion SEGS 354 MW (9 uniddes), Deserto de Mojve, USA 0,65 km 2 /100MW, kwh/m 2.no

25 Tecnologi Cilindro Prbólico SEGS, Krmer Junction, Cliforni, USA 354 MW. Tecnologi Cilindro Prbólico SEGS, Krmer Junction, Cliforni, USA 354 MW; 2,3 km 2

26 CEMIG: sistem de 10 kw Híbrido SolrDiesel Tecnologis Disco Prbólico Concepção básic d tecnologi de disco prbólico. Dus concepção de discos prbólicos com potênci nominl de 10 kw

27 Tecnologis de Conversão Diret d Rdição Solr Heliotermi Torre Centrl Tecnologis Torre Centrl Concepção básic d tecnologi de torre centrl (5 7 km 2 /100MW) Plnt PS10 (11 MW, com rmzengem de energi), Espnh, Sevill.

28 Pdre Mnuel A. Gomes junto o seu Pirelióforo presentdo n Exposição Universl de Sint Louis, em 1904, onde foi glrdodo com o Grnde Prémio. (50 m2; ~3800ºC). Custos Tecnologi Investimento Eletricidde Cilindro prbólico ( MW) $/kw Atul: 0,12 0,15 $/kwh (SEGS/Clifórni, USA) Cilindro prbólico ISCC (130 MW, com 30 MW solr) $/kw Futuro: $ 0,08 0,09 /kwh Torre Centrl $/kw (dependendo d cpcidde do sistem de rmzengem e d potênci nominl) Ns instlções comerciis recentes o custo está n fix de $ 0,22 0,31 /kwh. O Bnco Mundil prevê um um redução de custo pr fix de $ 0,11 0,12 /kwh pr plnts de 100 MW com rmzengem e de $ 0,08 /kwh pr plnts de 200 MW (longo przo), tods pr um nível de rdição solr diret cim de 2700 kwh/m 2 /no. Discos prbólicos Atul: 15 mil 22 mil $/kw (com motor Stirling) Futuro: $/kw pr produção de 100 uniddes/no, $/kw pr produção de 1000 uniddes/no e $/kw pr produção de 3000 uniddes/no. Uniddes de kw/no.

29 SOLAR TÉRMICO Grnde oportunidde de crescimento d utilizção de coletores solres desde que legislção e finncimento estimulem su utilizção Desde que hj diminuição de custos, gerção heliotérmic poderá dr su contribuição, em prticulr n Região Nordeste 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 0.05 A A CILINDROS DISCOS EÓLICA BIOMASSA 27.7 PCH s A INTERMITENTE GRID E OFFGRID BASE GRID BASE GRID BASE GRID E OFFGRID INTERMITENTE GRID E OFFGRID BASE GRID E OFFGRID VARIÁVEL GRID E OFFGRID DEMONSTRADA (GRID) COMERCIAL (OFFGRID) PRÉ COMERCIAL COMERCIAL DEMONSTRADA COMERCIAL COMERCIAL COMERCIAL MÉDIA (GRID) ALTA (OFF GRID) ALTA ALTA MÉDIA ALTA ALTA ALTA Em comprção de custos devese levr em cont o d rede de distribuição

30 Tecnologis em Foco (energi renovável complementr) Solr Fotovoltic Solr Térmic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics rmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc. Aplicções d Energi Eólic Ctvento Bombemento d águ Residêncis Fzends Aplicções Remots

31 Aplicções d Energi Eólic Pequeno Porte ( 10 kw) Residêncis Fzends Aplicções Remots Intermediário (10250 kw) Sistems Híbridos Gerção Distribuíd Grnde Porte (250 kw 2+MW) Fzends Eólics Gerção Distribuíd Sistems de Grnde Porte

32 Desenvolvimento d Tecnologi kw Diâmetro do rotor (m) Aerogerdores de Série Protótipos 50 kw 600 kw 500 kw 300 kw 1,500 kw 2,500 kw 5,000 kw Ano Aerogerdores de grnde porte Turbin Eólic Blclv (1931) 100 kw Turbin Eólic de Brush (1888) 12 kw

33 Evolução do Perfil Aerodinâmico SAZONALIDADE DAS USINAS EÓLICAS DO PROINFA Eólics NE Vzão (m3/s) PROINFA Eólics do NE (MWh) Vzão do Rio São Frncisco JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 0

34 Potencil Eólico Atls do Potencil Eólico Brsileiro

35 Potencil Eólico por Região ENERGIA EÓLICA Perspectivs de crescimento e de ser lterntiv um expnsão de gerção térmic contribuindo pr evitr umento de emissões O grnde potencil eólico brsileiro e evolução tecnológic pontm eólic como um lterntiv viável econômic e mbientlmente Comprtilhmento de áres com outrs tividdes e tmbém um crcterístic positiv ser ressltd O PNE 2030 indic um inserção, té 2030, de proximdmente MW d tecnologi eólic. Este número pode ser encrdo como conservdor, devendo ser revisto à medid que ess tecnologi se firmr no Brsil Os Vlores Econômicos d gerção eólic vrim de R$/MWh, pr ftores de cpcidde entre 0,42 e 0,32, respectivmente, sendo superior à médi de preços dos leilões de energi nov, de R$ 139,00/MWh.

36 ILHA DE TRINDADE LOCALIZAÇÃO Fernndo de Noronh ~360km Trindde Trindde ~1.167km

37 Loclizção previst pr o sistem de gerção Aerogerdores Subestção FV LOCALIZAÇÃO DA GERAÇÃO Usin Refeitório Alojmento Enfermri e Frigorífic

38 Substituindo Usin Nucler por Energi Solr Fotovoltic e Energi Eólic Áres Equivlentes Necessáris 10 TWh/no Eólico 570 km2 Solr 69 km2 Ilh Grnde Potencil Estimdo PCH Fonte: EPE Apresentção PNE 2030

39 Usin Hidroelétric Mrmelos Zero MG 1889

40 O Futuro ds Fontes Renováveis de Energi Energi e Inclusão Socil

41 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

42 Centro de Referênci pr Energi Solr e Eólic Sérgio Brito CRESESB Promover o desenvolvimento ds energis solr e eólic trvés d difusão de conhecimentos, d mplição do diálogo entre s entiddes envolvids e do estímulo à implementção de estudos e projetos. Conclusões: últims notícis Ás vezes ser moderno é olhr pr trás Gilberto Gil