Potencial Eólico e Solar Brasileiro: Fontes Limpas de Energia. Vitória - Espírito Santo 23 de agosto de 2007

Transcrição

1 Potencil Eólico e Solr Brsileiro: Fontes Limps de Energi Vitóri - Espírito Snto 23 de gosto de 2007 Hmilton Moss, Ricrdo Dutr 1

2 Introdução Introdução Contexto ds Energis Renováveis Potencil Solr e Eólico no Brsil Energi Solr Térmic Sistems Fotovolticos e Eólicos Vntgens e Desvntgens Aplicções ruris e urbns Potencil Solr e Eólico do Brsil Exemplos de Projetos Alguns Projetos no Brsil e no Mundo Conclusões TecnologisemFoco (energi renovável complementr) Solr Térmic Solr Fotovoltic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics rmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc. 2

3 O Sol envi pr Terr energi equivlente cerc de vezes o consumo mundil de energi brut Rdição Solr Globl Fonte: Wikipedi 3

4 O Sol, Fonte Inesgotável Energi Renovável vel x Energi Fóssil: diferenç entre sempre e nunc mis Fonte: Folheto d CEMIG Uso d Energi: Meio Ambiente FONTE: Instituto de Pesquis mbientl d Amzôni 4

5 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 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

6 Mturidde e Custos ds Tecnologis pr Gerção de Eletricidde 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 UFPE 6

7 Rdição Solr Globl Médi Anul Potencil Solr por Região Região Norte 43,3 % Região Nordeste 20,5 % Região Centro-Oeste 19,3 % Região Sudeste 10,5 % Região Sul 6,4 % 7

8 Atls de Irrdição Solr SbSolr - UFSC 1. Versão publicd em outubro de 98 pelo LABSOLAR/UFSC e pelo INPE. É um plicção do modelo físico BRAZILSR, bsedo em ddos de stélite geoestcionário. É representdo por um conjunto de mps de irrdição globl. TecnologisemFoco (energi renovável complementr) Solr Térmic Solr Fotovoltic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics rmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc. 8

9 Aquecimento Solr Uso Energi Elétric Brsil (Residencil) Como s pessos usm energi de um modo gerl: 30% 4%5% 6% 20% 25% 10% Chuv. El. Televisão Iluminção Máquin de Lvr Outros Gel. E Freezer Ferro El. 9

10 Tecnologis de Conversão Diret d Rdição Solr - Heliotermi Discos Cilindros 10

11 Tecnologis de Conversão Diret d Rdição Solr - Heliotermi Torre Centrl 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). 11

12 TecnologisemFoco (energi renovável complementr) Solr Térmic Solr Fotovoltic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics rmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc. Sistem Fotovoltico de Gerção de Energi Elétric 12

13 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% Evolução ds Céluls 13

14 Energi e Inclusão Socil Escol d comunidde de Bixão do Archnjo Município de Brr Sistem Fotovoltico N.S.P. Socorro - Mncpurú 14

15 A Exclusão Urbn Universlizção: mets e desfios MME

16 Universlizção: mets e desfios Evolução d eletrificção dos domicílios brsileiros ( ) Urbn Rurl Totl Fonte: Reltório CEPEL-DTE / ginnini@cepel.br Universlizção: mets e desfios Considerndo noss dimensão territoril e dispersão geográfic d populção rurl,, não se pode deixr de considerr os limites pr expnsão d rede elétric, prticulrmente em regiões de florests, fzendo com que doção de soluções de tendimento descentrlizdo sej impertiv pr se tingir o objetivo de universlizção do serviço o público p de eletricidde. 16

17 Uso d Energi: Tendênci FONTE: Informtivo d Eletronucler - gosto 2001 Instlções Fotovoltics Rio de Jneiro 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 17

18 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 18

19 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 Instlções Fotovoltics Projeto Ribeirinhs Amzons (Prceri Eletrobrás) Trnsporte dos equipmentos fotovolticos Sistem solr fotovoltico instldo em N.S.P. Socorro Mncpurú 19

20 Sistem Fotovoltico Residencil Conectdo à Rede Elétric Tecnologi Fotovoltic Sistems Conectdos à Rede Sistem fotovoltico sobre o telhdo de um condomínio residencil - Jpão 20

21 Tecnologi Fotovoltic Sistems Conectdos à Rede Pinel fotovoltico de -Si integrdo o revestimento d fchd de vidro em um prédio no Jpão Tecnologi Fotovoltic Sistems Conectdos à Rede Centrl Fotovoltic Neurther See (Alemnh) 360kWp 21

22 Vntgens do Uso de Sistems Fotovolticos Autônomos Tem crcterístic modulr, fcilitndo mplições conforme s necessiddes Segurnç dos componentes Bixos custos de mnutenção Possibilidde de Pré-eletrificção Atendimento de consumidores stélite Melhor solução pr pequenos consumos Recurso solr bundnte no Brsil Limitções Energi disponível é limitd, exigindo controle do consumo Investimento inicil lto Trocde bteri cd2 6 nos Necessidde de importção de equipmentos 22

23 Telhdo Solr Fotovoltico Avlição do desempenho de sistems fotovolticos conectdos à rede Pinel fotovoltico de 16 kwp em operção desde

24 TecnologisemFoco (energi renovável complementr) Solr Térmic Solr Fotovoltic Eólic Biomss Pequens Centris Hidroelétrics Outrs: Geotérmics rmics, Mrés, Céluls Combustíveis etc. 24

25 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 25

26 Digrm Típico de um Sistem Eólico Isoldo Vntgens ds Turbins Eólics (Pequeno Porte) Possibilidde de Pré-eletrificção Atendimento de consumidores stélite Custo de equipmentos mis bixo que o fotovoltico É um solução pr pequenos consumos nos locis com bons ventos Não há necessidde de importção de equipmentos 26

27 Limitções ds Turbins Eólics de Pequeno Porte Energi disponível é limitd, exigindo controle do consumo Troc de bteri Como possui peçs móveis, necessit lubrificção regulr e substituição periódic de componentes Se o vento não for regulr não poderá sozinho tender às necessiddes de eletricidde Sistems de Grnde Porte 27

28 Evolução comercil ds turbins eólics Fonte: DEWI 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 28

29 Evolução do Perfil Aerodinâmico 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 29

30 Complementridde dos Regimes Hidráulico e Eólico Comprção entre o fluxo de águ do Rio São Frncisco e o regime de vento no nordeste do Brsil. (Fonte: 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 30

31 Potencil Eólico Atls do Potencil Eólico Brsileiro Atls do Potencil Eólico Brsileiro Mps Velocidde Médi Anul Direção Predominnte Ftor de Form de Weibull 31

32 Atls do Potencil Eólico Brsileiro Mps Potencil Szonl Velocidde Médi Szonl Direção Predominnte Szonl Ftor de Form Szonl 32

33 Potencil Eólico por Região 33

34 Potênci Eólic Instld no Mundo (MW) Fim de 2002 Fim de 2003 Fim de 2004 Fim de 2005 Fim de 2006 Europ Améric do Norte Ási Améric Ltin Região do Pcífico Áfric Totl Potênci instld no Brsil: 239,2 MW Gerção PETRO 4,67% CARVÃO 1,36% BIOMASSA NUCLEAR 3,48% 1,92% EÓLICA 0,13% TOTAL IMPORTAÇÃO 7,83% GÁS 10,38% HIDRO 70,23% (Fonte: ANEEL,2006) 34

35 Estimtiv de Mercdo (visão do utor) Otimist (com muitos ftores indutores) 20% o no de crescimento té GW Relist (+) (com poucos ftores indutores) 10% o no de crescimento té GW Relist (-) (com muito poucos ftores indutores) 5% o no de crescimento té GW PROINFA Progrm de Incentivo às Fontes Alterntivs de Energi Elétric EÓLICO Potencil Indictivo : MW Projetos utorizdos : MW* SOLAR Potencil de Aplicção: 100 MWp PCH Inventrido : MW Projetos utorizdos : MW * (Fonte: EMME,2004) BIOMASSA Potencil Técnico sucro-lcooleiro : MW Arroz e ppel celulose : 1300 MW Projetos utorizdos : MW 35

36 Sistems HíbridosH Unidde de Controle e Condicionmento de Potênci Armzenmento Crg Sistem Híbrido de Jones Ilh de Mrjó (PA), Município de Slvterr; ; Fotovoltico/Eólico lico Convênio CEPEL/CELPA e o Ntionl Renewble Lbortory 10kWp FV; 40kW eólicoe Operndo desde mio/98 36

37 Sistem Híbrido de Cmpins - AM Vil de Cmpins; mrgem do Rio Solimões; 120km Mnus Convênio CEPEL/CEAM e Ntionl Renewble Lbortory Fotovoltico/Diesel 50kWp FV Em operção desde mio/97 ILHA DE TRINDADE 37

38 LOCALIZAÇÃO Fernndo de Noronh ~360km Trindde Trindde ~1.167km Premisss Reduzir o consumo de óleo diesel Atulmente o consumo é de litros de óleo diesel cd 2 meses (~5.000 litros/mês). Eficiênci energétic Substituição de lâmpds e equipmentos por outros de mior eficiênci. Autonomi de 24 hors dos Acumuldores de Energi Dis chuvosos, sem vento e sem sol, gerdor diesel só funcionrá pós 24 hors, durnte este período s bteris suprem demnd d ilh. Buscr lto índice de ncionlizção dos equipmentos. Evitr utilizção de equipmentos de grnde porte devido às dificulddes de desembrque e de instlção. 38

39 BENEFÍCIOS DO PROJETO 1. O sistem híbrido de gerção elétric ser implntdo reduzirá o consumo de combustível de litros/no pr 2000 litros/no, proximdmente. 2. Redução dos efeitos negtivos: i. menor possibilidde de derrmmento de óleo Diesel no decorrer do embrque e desembrque d crg; ii. redução d gerção de resíduos sólidos e efluentes líquidos durnte o bstecimento e operção dos gerdores; iii. menor quntidde de emissão gerd de CO 2. Sistem Híbrido de Gerção composto de: Gerdores Eólicos Pinel Fotovoltico Grupo gerdor (diesel) Acumuldor de Energi (Bteris) Controldor de crg Inversor cc/c 39

40 Loclizção previst pr o sistem de gerção Aerogerdores Subestção FV LOCALIZAÇÃO DA GERAÇÃO Usin Refeitório Alojmento Enfermri e Frigorífic 40

41 Logístic - Desembrque por bls Logístic - Desembrque por bls Arrebentção Arrebentção Avris Desembrque de óleo Risco de vzmento! 41

42 Logístic Desembrque por helicóptero Substituindo Usin Nucler por Energi Solr Fotovoltic e Energi Eólic Áres Equivlentes Necessáris 10 TWh/no Eólico 570 km2 Solr 69 km2 Ilh Grnde 42

43 Algums lições prendids Envolvimento d comunidde Projetos de energi integrdos com outros de desenvolvimento socil Gestão descentrlizd A eletrificção não é um pncéi universl Interesse e confinç n tecnologi por prte dos diferentes tores Desfios Aperfeiçor métodos de gestão de gerção descentrlizd Identificr nichos de plicção de cd tecnologi Estimulr Pesquis e Desenvolvimento Promover cpcitção técnic de novos tores Desenvolver um polític industril pr produção de equipmentos (fotovoltico) Brter tecnologis 43

44 Energi e Inclusão Socil 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. 44

45 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 45

46 Usin Hidroelétric Mrmelos Zero MG

47 Eu sei que vocês creditm que entenderm o que vocês pensm que eu disse; ms eu não estou seguro de que vocês percebem que quilo que ouvirm não é o que eu queri dizer. Aln Greenspn A cdei de produção fotovoltic (situção do Brsil) Temos tecnologi em todos os setores, ms no que diz respeito à produção em escl industril com bixos custos somos dependentes de importção ão. Um progrm em lrg escl de PVs no Brsil deve estr ssocido um polític industril de produção ão dos elementos do sistem, incluindo pinéis is.. (o Brsil export nulmente cerc de 200 mil tonelds de silício metlúrgico mtéri ri-prim pr indústri fotovoltic) 47

48 A cdei de produção fotovoltic (situção do Brsil) Aplicções ruris ou urbns não são necessrimente excludentes, podem,, inclusive, vibilizr escl de produção ão. Entretnto,, no Brsil, sem um polític industril, o uso de PV deve,, no momento, priorizr s plicções ruris pr comuniddes distntes d rede. No âmbito do Progrm Luz pr Todos,, o fotovoltico já tem sido utilizdo como opção pr eletrificção rurl. 48