1st USP Conference on Engineering SÃO PAULO, 26 DE OUTUBRO DE 2011

Transcrição

1 1st USP Conference on Engineering SÃO PAULO, 26 DE OUTUBRO DE 2011

2 Quatro venenos no debate sobre energia SECTARISMO MITO DA PANACÉIA POTÊNCIA x ENERGIA MERCANTILIZAÇÃO

3 Há que considerar 4 escalas de tempo 1. HOJE ( ) Gestão segura do SIN num cenário de geração de MWmédios térmicos na base e mais MWmédios térmicos complementares 2. AMANHÃ ( ) Manter a expansão da oferta num cenário de novos aproveitamentos hidrelétricos a fio d água e crescente geração eólica e biomassa 3. FUTURO PRÓXIMO ( ) Manter a expansão da oferta num cenário em que se soma um potencial hidrelétrico em vias de esgotamento 4. FUTURO DISTANTE ( )

4 HOJE ( ) Energia elétrica no Brasil (ano base 2009) Num mundo dominado por 82% de energia térmica: 67% fóssil 15 % nuclear Um sistema elétrico único: 85% de energia hídrica limpa, barata e renovável hidro

5 HOJE ( ) EMISSÕES DE CO2 EVITADAS NO BRASIL ( ) GERAÇÃO HIDRELÉTRICA: milhões de toneladas de CO2 ÁLCOOL COMBUSTÍVEL: 165 milhões de toneladas de CO2 38% GERAÇÃO NUCLEOELÉTRICA: 63 milhões de toneladas de CO2 Impacto Direto da Geração Nuclear no Brasil sobre Emissões de Efeito Estufa, Carlos Feu Alvim, Frida Eidelman, Olga Mafra, Omar Campos Fereira e Rafael Macêdo Economia & Energia Ano XI-No 63 Agosto - Setembro 2007 ISSN

6 HOJE ( ) EMISSÕES DE GEE NO BRASIL (gramas de CO2 equivalente por Kw.hora elétrico gerado) Comparação da Emissão de Gases de Efeito Estufa na Geração Nuclear de Eletricidade no Brasil com as de outras fontes, Carlos Feu Alvim, Omar Campos Ferreira, Olga Mafra Guidicini, Frida Eidelman, Paulo Achtschin Ferreira, Marco Aurélio Santos Bernardes, in Economia & Energia Ano XV No 79 Outubro/Dezembro de 2010 ISSN

7 HOJE ( ) RESERVAS DE URÂNIO NO BRASIL E NO MUNDO 75% concentrados em 6 países Solos pré-cambrianos Brasil km2 Austrália km2

8 HOJE ( ) Sazonalidade da oferta hídrica

9 HOJE ( ) Sazonalidade da oferta hídrica

10 GW mês % Armazenado A CRISE DE 2001 Não disponibilidade de complementação térmica Operação do Sistema - SE/CO (parte hidráulica) % Armazenado Apagão 100% 90% 80% 70% Armazenado Produzido 60% 50% 40% 30% 40 20% 20 0 Afluência jan/99 jan/00 jan/01 jan/02 jan/03 jan/04 jan/05 jan/06 10% 0% Um Porto de Destino para o Sistema Elétrico Brasileiro disponível em

11 A CRISE DE 2001 Perda da capacidade de regulação plurianual

12 HOJE ( ) Gestão segura de um sistema hidrotérmico

13 HOJE ( ) Gestão segura de um sistema hidrotérmico MIN MAX

14 HOJE ( ) Gestão segura de um sistema hidrotérmico

15 HOJE ( ) Gestão segura de um sistema hidrotérmico Mínima térmica mensal: MWméd (AGO2009) } Máxima térmica mensal: MWméd (JAN2010) DISPONIBILIDADE } + COMBUSTÍVEL FORTE VARIAÇÃO DO FC: OTIMIZAÇÃO DA OFERTA CUSTOS DAS OPÇÕES TÉRMICAS leilão de A-5 (2005)

16 100,00 HOJE ( ) Operação de Angra 1 e Angra MILHOES DE MWH GERADOS MARCO ATINGIDO EM NOVEMBRO DE 2009 Fatores de disponibilidade 95,00 ANGRA 1 ANGRA 2 Cumulativo Angra 1: 78,04% Angra 2: 85,87% 90,00 85,00 80,00 75,00 70,00 65, ANGRA 2 ANGRA 1

17 HOJE ( ) Gestão segura de um sistema hidrotérmico Capacidade nuclear instalada: MW Geração nuclear mensal média: MWmed MÍNIMA GERAÇÃO TÉRMICA MWmed MW médios Geração térmica mensal no SIN: máximos e mínimos anuais Sem Angra 1 e Angra 2 mínima geração térmica apenas pelas térmicas fósseis custos adicionais R$ 2,5 bilhões para os consumidores de eletricidade (25% do investimento em Angra 3) 80 milhões de toneladas de carbono para o ambiente (40% das emissões evitadas pelo etanol)

18 VALE(RIA) A PENA TER MAIS? 1. HOJE ( ) Gestão segura do SIN num cenário de geração de MWmédios térmicos na base e mais MWmédios térmicos complementares Capacidade nuclear instalada: MW Geração nuclear mensal média: MWmed MÍNIMA GERAÇÃO TÉRMICA MWmed SE JÁ HOUVESSE ANGRA MW MWmed SIM Atenderia a pequena parcela de geração térmica de base que o sistema tem requerido a mínimo custo e sem GEE nicho nuclear

19 AMANHÃ ( ) Expansão da oferta hídrica 90% do potencial está na Amazônia maior parte de médio e pequeno porte RESTRIÇÕES: distância topografia uso do solo reservatórios transmissão Mapa ilustrativo Fonte: MMA (fev/05)

20 AMANHÃ ( ) Expansão da oferta hídrica

21 AMANHÃ ( ) Perda da capacidade de armazenamento Contínua perda de auto-regulação requerendo aumento nas parcelas térmicas de base e de complementação

22 AMANHÃ ( ) Efeito da regulação hidrotérmica Hidroelétrica Nuclear Gás Carvão Petróleo

23 AMANHÃ ( ) Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa

24 AMANHÃ ( ) Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa Não possuem auto-regulação, requerendo complementação térmica numa dinâmica mais rápida que a hídrica + REGULAÇÃO TÉRMICA

25 AMANHÃ ( ) Expansão da oferta nuclear ANGRA MW 2015

26 AMANHÃ ( ) Expansão da oferta nuclear ANGRA 3 hoje trabalhadores

27 AMANHÃ ( ) Angra 3 significa REALMENTE mais nuclear? NÃO Geração hidrotérmica esperada Significa APENAS MANTER a parcela nuclear na geração térmica de base que o sistema irá requerer a mínimo custo e sem GEE

28 2. AMANHÃ ( ) Manter a expansão da oferta num cenário de novos aproveitamentos hidrelétricos a fio d água e crescente geração eólica e biomassa SIM para Angra 3 Geração termelétrica esperada manter atendimento à parcela de geração térmica de base que o sistema irá requerer a mínimo custo e sem GEE

29 AMANHÃ ( ) no Mundo Geração bruta Consumo per capita

30 AMANHÃ ( ) no Mundo

31 FUTURO próximo ( ) Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030

32 FUTURO próximo ( ) Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030

33 FUTURO próximo ( )

34 FUTURO próximo ( )

35 FUTURO próximo ( ) Expansão da oferta nuclear Atendimento ao Crescimento da Demanda no Médio Prazo: Plano Nacional de Energia 2030 Expansão da Oferta no Período (Valores em MW) PNE 2030: Custo Médio Comparado (PNE 2030: Fig.8.24 / Pág.226) Intervalo de variação do custo das fontes Não-Hidráulicas Custo de Geração Hidrelétrica em função do potencial a aproveitar. 1) Nordeste MW Fonte: PNE 2030 / EPE-MME, Nov-2007 / Tabelas 8.27 (Pág.234) e 8.31 (Pág.239) 2) Sudeste MW

36 3. FUTURO próximo ( ) Manter a expansão da oferta num cenário em que se soma um potencial hidrelétrico em vias de esgotamento SIM Atender à crescente de geração térmica de base que o sistema irá requerer a mínimo custo e sem gerar GEE

37 A catástrofe natural no Japão Terremoto seguido de Tsunami Mortos: Desaparecidos: Feridos: Desabrigados: atingidas 4 acidentadas 3 liberaram materiais radioativos

38 A catástrofe natural no Japão Acidente nuclear na Central Fukushima Daichi 1º lição aprendida fundamental: acidentes severos acontecem Verificação das Bases de Projeto para Eventos Externos assegurar a disponibilidade dos sistemas de segurança diante de cenários de eventos externos extremos postulados Definição de Medidas para Mitigação de Acidentes Severos dotar as usinas de recursos para controlar acidentes que excedam as condições postuladas

39 Diferenças entre usinas BWR e PWR 61% das 442 usinas em operação 21% das 442 usinas em operação PWR permite circulação natural sem necessidade de bombas elétricas de resfriamento por algumas horas (o cenário acidental no Japão seria menos severo) BWR antigo não permite circulação natural. Se a energia elétrica for totalmente perdida, o resfriamento se interrompe imediatamente

40 FUTURO DA GERAÇÃO NUCLEAR PWR standard Resfriamento de emergência e remoção de calor residual por bombas elétricas PWR advanced circulação natural sem bombas elétricas Resfriamento de emergência Remoção de calor residual

41 A catástrofe natural no Japão Acidente nuclear na Central Fukushima Daichi 2º lição aprendida fundamental: consequencias não catastróficas 3 operadores mortos acidentes industriais 0 operador mais de 250mSv sem efeitos determinísticos Ninguém do público morto Ninguém acima de 20mSv evacuação limite ocupacional 50 msv Áreas raio 30 a 20 km já liberadas Áreas raio 20 km Prevista para a maior parte Limitação de longo prazo em pequenas áreas

42 A catástrofe natural no Japão Acidente nuclear na Central Fukushima Daichi Os riscos da geração nuclear se tornaram inaceitáveis? A segurança da maioria das usinas em operação, e de todas em construção e projeto é muito superior As reais conseqüências ao público em termos de fatalidades e prejuízos à saúde, bem como ao meio ambiente em termos de comprometimento do uso do solo foram bastante limitadas quando comparadas às dimensões da terrível tragédia humana, social, econômica e ambiental causada por esse fenômeno natural excepcionalmente severo e mesmo em termos absolutos Acidente biológico dos brotos de feijão na Alemanha: 50 mortos, hospitalizados

43 A catástrofe natural no Japão Acidente nuclear na Central Fukushima Daichi Impacto sobre os custos de geração: Investimento -> custos de capital Usina nova novas: mínimo (base de projeto e pós-acidente considerados) anos: muito baixo (base de projeto e pós-acidente parcial) anos: baixo (base de projeto e pós-acidente atualizadas) anos: médio (base de projeto e pós-acidente atualizadas?) anos: alto (dificuldades para extensão de vida útil)

44 FUTURO distante ( ) Três desafios ECONÔMICO SOCIAL 1 Garantir a disponibilidade de recursos naturais AMBIENTE RECURSOS NATURAIS 2 Não ultrapassar os limites suportáveis pela Biosfera em assimilar resíduos e poluição 3 Reduzir a pobreza e desigualdade social

45 FUTURO distante ( )

46 FUTURO distante ( ) Problemas cruciais a serem equacionados POBREZA ENERGIA ÁGUA ALIMENTO MORADIA DIREITOS HUMANOS SAÚDE EDUCAÇÃO DEMOCRACIA TERRORISMO & GUERRA AMBIENTE UNIVERSALIZAÇÃO 1. Custo acessível 2. Abundância 3. Mínimo impacto ao ambiente 4. Segurança de abastecimento RECURSOS SERVIÇOS

47 FUTURO distante ( ) Produto Nacional Bruto por habitante (PPC)

48 FUTURO distante ( ) Produto Nacional Bruto por habitante (PPC) Distribuição do Produto Bruto Mundial 1.3 bilhão de pessoas vivem na pobreza absoluta, com renda inferior a U$1/day (World Bank) Quinto mais rico 82.7% 841 milhão de pessoas nos países em desenvolvimento sofrem de desnutrição (UN Food and Agriculture Organization) Cerca de1 bilhão de pessoas ou não podem trabalhar ou trabalham em ocupações que não lhe permitem sustentar sua família (International Labor Organization) Quinto mais pobre 11.7% 2.3% 1.9% 1.4% (UNDP, Human Development Report 2010)

49 FUTURO distante ( ) O planejamento energético atual nos levaria a ter em 2030 um consumo per capita ainda inferior ao que Portugal tem hoje BRASIL Consumo: 90ª posição IDH x Consumo de eletricidade IDH: 73ª posição Como atender a demanda por maior IDH sem comprometer o meio ambiente?

50 FUTURO distante ( ) As antigas mitologias descreviam a natureza como composta por 4 elementos básicos TERRA uso do solo O desenvolvimento sustentável deve ser coerente nessas 4 dimensões FOGO energia ESPÍRITO políticas AR clima ÁGUA

51 FUTURO distante ( ) Evolução do uso da energia nos EUA CONCENTRAÇÃO x USO DO SOLO

52 FUTURO distante ( ) Uso do solo para gerar MW médios Nuclear 50 hectares incluindo estocagem Gás natural 50 hectares (sem estocagem) Óleo e carvão 100 hectares (incluindo estocagem) Solar PV hectares Eólica hectares (sem estocagem) Hidrelétrica hectares (incluindo estocagem) Biomassa hectares (sem estocagem)

53 FUTURO distante ( ) Tudo vai mudar no futuro? Muitos defendem que uma revolução em nossa matriz energética é a única solução para a ameaça do aquecimento global. Porém: As principais transformações em nível global levarão tempo para se processar A velocidade da difusão tecnológica depende de muitos fatores.

54 FUTURO distante ( ) Tudo vai mudar no futuro? A taxa de mudança tecnológica tem estreita relação com a vida útil do estoque de capital físico e equipamentos Construções anos Us. Carvão 45+ anos Us. Hidr. 75+ anos Nuclear 40+ anos Us. GN 25+ anos Automóveis anos

55 FUTURO distante ( ) Estudo de caso 1: Setor de transporte 2500 Total de veículos, milhões Carros = aprox. 50% das emissões globais do setor de transporte Total de veículos alternativos Total de veículos tradicionais Crescimento anual de 2% na quantidade de carros Fabricação em larga escala de veículos alternativos começa em 2010 com 200,000 unidades por ano e crescimento de 20% p.a

56 FUTURO distante ( ) Estudo de caso 2: Setor energético Capacidade instalada global de geração de energia GW As emissões de CO2 provenientes do setor energético não declinarão antes de 2030 Mesmo se Todas as usinas a carvão capturassem e estocassem carbono ou se a Energia nuclear/renovável fosse mais difundida Gás natural se tornasse o principal combustível CO2 emissões Mt por ano Capacidade adicional necessária Capacidade atual declinando Por causa da grande proporção de fontes energéticas intensivas em carbono que compõe a matriz energética atual e sua vida útil

57 FUTURO distante ( ) Opções de Mudança Revolução tecnológica Redução das Emissões Maior Aparelhos Renováveis Bio-combustíveis Captura Transporte Construções Fazendo Energia utilização e Nuclear pouco as em de intensivos Aeólica, 250 Seqüestro massa coisas 700 GN milhões Usinas solar, de Geotérmica, em 1 de forma hectares GW ao energia Hidroeletricidade Carbono demonstrou Transporte invés Term. a 700 que a uma diferente GN em de massa 1 GW Transporte Rodoviário Zero Energy Home (EUA), de alta produtividade (1/6 Emissões podem dobrar, chegando CCGT Ex dos redução termelétricas a campos substituindo de 3 Gt turbinas 90% de carbono cultiváveis) a 700 carvão Term. vento em a de carvão 5 Fluxo substitui com MW de 1 mais Gt (14 usinas/ano levaria = área seqüestro 50% deixariam da 2 bilhões mobilidade a de uma Portugal geológico de consumo de veículos. CO2 por Imaginem de veículos o que energia igual ao fluxo leves. podemos de redução ser emitidos até 2050 petróleo nas 10 ser extraído fazer emissões milhões atingido com hoje de a anuais com internet ha de contruções de painéis e Aumento de eficiência e difusão do carbono apenas solares energo-eficientes. hidrogênio de mudando (0,1% 1 Gt poderiam das (2x terras mês as demais tecnologias reduzir da até do em 2050) lâmpadas!! mundo) informação! 2Gt.. Conservação e eficiência energética

58 FUTURO distante ( ) Um olhar sobre as opções

59 1st USP Conference on Engineering SÃO PAULO, 26 DE OUTUBRO DE 2011 Leonam Guimarães