Freepick.com ROTEIRO PARA A NEUTRALIDADE CARBÓNICA ANEXO TÉCNICO VERSÃO 07.01.2019
Índice Enquadramento.03 Metodologia.07 Ferramenta de Modelação TIMES_PT.08 Geração de Procura de Serviços de Energia & Materiais.13 Recursos Energéticos.17 Pressupostos.20 Trajetórias para o Sistema Energético.24 Mensagens-Chave.57 Equipa técnica.60
O Roteiro para a neutralidade carbónica da economia portuguesa O Roteiro para a Neutralidade Carbónica é um documento técnico de suporte a uma estratégia de longo prazo para a descarbonização da economia portuguesa a que Portugal está legalmente obrigado pelo Acordo de Paris a submeter às Nações Unidas até 2020. Num exercício de prospetiva a 30 anos, este trabalho pretende responder à questão: É possível Portugal atingir a neutralidade carbónica em 2050? A base de todo o exercício consubstancia-se num conjunto de pressupostos sobre a evolução demográfica, modelos sociais e perfil económico do país, em relação a múltiplos aspetos, como o futuro da mobilidade partilhada ou autónoma, a agricultura de precisão, tendências das dietas futuras ou o grau de conforto térmico das habitações. Estes pressupostos alimentam a estimativa de serviços de, entre outros, que devem ser garantidos à economia Portuguesa até 2050. Tendo por base dois cenários distintos de evolução socioeconómica, e utilizando modelos calibrados para a realidade portuguesa, definiram-se trajetórias ao desafio da neutralidade carbónica, segundo o critério de custo-eficácia. Cada componente da economia portuguesa analisada (sistema energético, transportes e mobilidade, agricultura, floresta e resíduos e águas residuais, bem como opções de economia circular) assenta num trabalho muito detalhado de caracterização da situação atual e melhor informação disponível, para o qual contribuíram sete workshops participativos que envolveram diversos stakeholders em exercícios de visioning estratégico direcionados aos diferentes setores. O cadernoenergia2050 que resume as discussões sobre a Visão do Sistema Energético e Indústria em 2050 pode ser consultado em: https://descarbonizar2050.pt/uploads/rnc_caderno_energia.p df O presente documento apresenta um conjunto de resultados para o setor da e, que serão revistos em função (i) dos contributos recebidos da consulta pública e (ii) análises adicionais, como análises de sensibilidade a aspetos específicos. Aconselha-se a leitura prévia do documento Cenários Socioeconómicos de Evolução do País no Horizonte 2050, para enquadramento correto do exercício prospetivo do setor da e. Assume-se que o leitor, conhece as características das narrativas associadas aos cenários base Fora de Pista, Camisola Amarela, e Pelotão. 3
Âmbito O setor da Energia e Indústria engloba as atividades de combustão, as emissões fugitivas as emissões de processos industriais Indústria - Combustão - Emissões de Processo Refinação Edifícios de serviços Residencial Geração de eletricidade e calor Atualmente as emissões do sistema energético e processos industriais representam 93% das emissões nacionais: Processos industriais Outras Emissões Fugitivas da produção/ transformação Transportes Consumo agricultura Energia *Percentagem referida às emissões totais liquidas de GEE em 2015 4
Sistema Energético 2015 CARVÃO (137 PJ) GÁS NATURAL (174 PJ) RENOVÁVEIS (163 PJ) PETRÓLEO & PRODUTOS PETROLÍFEROS (754 PJ) Atualmente, o sistema energético nacional assenta sobretudo no petróleo e nos seus derivados, os quais, face à sua origem externa, contribuem para uma elevada dependência energética nacional e emissões significativas de Gases com Efeito de Estufa ELETRICIDADE (165 PJ) CALOR (28PJ) PRODUTOS PETROLÍFEROS (665 PJ) 349 PJ EXPORTAÇÕES 33 PJ 189 PJ 159 PJ 234 PJ AGRIC. EDIFICIOS INDÚSTRIA TRANSPORTES Nota: Este esquema traduz uma simplificação do sistema energético nacional. As perdas de e os consumos próprios dos sectores de produção de não se encontram representadas por fluxos, estando incluídas na redução do consumo de final vs primária. Por questões de simplicidade não foram representadas as trocas de eletricidade, que representavam em 2015: importações 17PJ Exportações 35 PJ 5
Indicadores de ENERGIA PRIMÁRIA ELETRICIDADE Outras renováveis Carvão 1990 2016 Desde 1990 que o consumo de primária em Portugal aumentou 24%. Biomassa e resíduos Gás Natural Outras renováveis Carvão Petróleo 2016 +15% 1990 2016 Nos últimos 30 anos, o consumo de eletricidade duplicou em Portugal, embora o consumo per capita (4.5 MWh/hab) continue aquém da média europeia (5,4 MWh/hab). EMISSÕES DE GASES COM EFEITO DE ESTUFA (GEE) Biomassa e resíduos Hídrica RES-E 2016: 54 v % 2016 Petróleo Gás natural Desde 2015 mais de 50% da eletricidade gerada é proveniente de fontes renováveis Nos últimos 26 anos as emissões de gases de efeito estufa associadas ao sector da e processos industriais cresceu 15% Fósseis representam quase 80% do consumo Cerca de ¾ da primária é importada 1990 2016 47.2 MtCO 2 e 54.4 MtCO 2 e 6
Processo metodológico Narrativas/Cenários Socioeconómicos PIB VAB População Número de habitações Dimensão da família Geração de procura de serviços de / materiais Residencial Serviços Necessidades Agricultura Produção industrial Mobilidade Modelação TIMES_PT Trajetórias para a neutralidade Emissões de GEE Consumo de por sector Perfil tecnológico Custos e Investimento Gases Fluorados metodologia e trajetórias Ciclo de Workshops e Conversações unilaterais de informação Dados de input (ex. taxa de construção/demolição, produção industrial, taxas de incorporação de matéria secundária no processo de fabrico, potencial endógeno de recursos energéticos) Pressupostos de Modelação Caracterização tecnológica Potenciais recursos endógenos Preços de importação de combustíveis fósseis Cenários de política: preço CELE, limite de emissões Análise Adicional (cenários alternativos e análise de sensibilidade) Cenários climáticos extremos Evolução tecnológica Exportação de eletricidade Preços de importação de combustíveis [em desenvolvimento ] Consulta Pública 7
Ferramenta de modelação TIMES_PT Principios gerais > O TIMES_PT é um gerador de cenários* prospetivos para o sistema energético, resultando em configurações custo-eficazes do portfolio tecnológico com impactos no consumo de e geração de emissões > O TIMES_PT é um modelo tecnológico de otimização linear que resulta da implementação para Portugal do gerador de modelos de otimização TIMES, desenvolvido pelo Energy Technology Systems Analysis Programme (ETSAP) da Agência Internacional de Energia > O objetivo principal do modelo é a satisfação da procura de serviços de ao menor custo possível. São consideradas em simultâneo opções de investimento e operação de determinadas tecnologias, fontes de primária e importações e exportações de, de acordo com a equação seguinte: > Para cada ano, o modelo calcula a soma atualizada dos custos totais do sistema menos os rendimentos: i) custos de investimento e ii) operação e manutenção (fixos e variáveis, nomeadamente o consumo de ) das diversas tecnologias de oferta e procura de. Os rendimentos normalmente considerados no modelo TIMES incluem subsídios e recuperação de materiais, os quais não estão acomodados no âmbito do presente exercicio NPV: valor atualizado líquido dos custos totais; ANNCOST: custo anual total d: taxa de atualização; r: região; y: anos REFYR: ano de referência para atualização YEARS: conjunto de anos no horizonte de modelação F ETSAP *Cenários representam alternativas futuras que permitem retirar lições para o presente. No presente exercício, os cenários gerados não representam propostas politicas que resultarão em ações concretas para o sistema energético português, mas ilustram como poderão configurar-se trajetórias custo-eficazes e respectivas condições-chave para a transição rumo à neutralidade carbónica 8
Sistema energético modelado* Ferramenta de modelação TIMES_PT Sistema Energético TIMES_PT cobre de forma integrada todo o sistema energético Português desde a produção de, transporte e distribuição até ao consumo nos setores de uso final, os quais consideram vários setores industriais, transportes, residencial, serviços e agricultura nos seus múltiplos usos energéticos (aquecimento, arrefecimento, iluminação, equipamentos elétricos, mobilidade de passageiros e de mercadorias, entre outros) Utilizações passadas do modelo TIMES_PT na política nacional: - Roteiro Nacional de Baixo Carbono (2012) - Apoio ao projeto de Reforma da Fiscalidade Verde (2014) - PNAC (2014) * Versão muito simplificada do Sistema Energético com apenas alguns exemplos 9
Ferramenta de modelação TIMES_PT Horizonte e desagregação temporal > O modelo TIMES_PT simula períodos de 5 em 5 anos (e.g., 2015, 2020, 2025... 2040, 2045, 2050). Cada ano é dividido em 12 períodos de tempo que representam um dia médio. A procura e oferta de é assim desagregada no período da noite, do dia e da ponta para cada uma das quatro estações do ano > Esta desagregação permite diferenciar os diferentes períodos da procura de eletricidade e captar a disponibilidade das diferentes tecnologias de geração de eletricidade de base renovável (e.g., a tecnologia solar PV não está disponível durante o período de ponta do Inverno; a sua disponibilidade é maior para os períodos de tempo associados à primavera comparativamente aos de inverno). Os valores da procura no setor dos edifícios e a disponibilidade das tecnologias foram determinados com base em valores históricos e literatura existente. Ainda que de forma superficial comparativamente a um modelo de base horária, esta desagregação permite considerar os custos de perfil das tecnologias renováveis 2015 2020 2025 2050 P V O I D N P Período Estação Período dia Duração da Estação Duração dos período do dia Dia (D) Noite (N) Ponta (P) Primavera (P) 21 Mar 20 Jun 7h 11h 12h 21h 21h-7h 11h-12h Verão (V) 21 Jun 21 Set 7h 11h 12h 21h 21h-7h 11h-12h Outono (O) 22 Sep 20 Dez 7h - 19h 20h 7h 19h 20h Inverno (I) 21 Dez 30 Mar 7h - 19h 20h 7h 19h 20h Desagregação temporal do modelo Times_PT 10
Ferramenta de modelação TIMES_PT Notas adicionais > Em modelos de otimização do sistema energético como o modelo TIMES_PT, a procura de serviços de pode ser satisfeita por inúmeras opções tecnológicas custo-eficazes, dependendo das assunções pré-definidas, nomeadamente em matéria de redução de emissões de gases com efeito de estufa > Refira-se que o TIMES_PT não acomoda: > As interações económicas fora do setor energético, como as implicações na atividade de outros setores da economia (e.g. impacto da expansão do veículo elétrico na fabricação automóvel) > Aspetos que podem condicionar o investimento em novas tecnologias nomeadamente preferências motivadas por estética ou estatuto social que podem ocorrer sobretudo na aquisição de tecnologias de uso final. O modelo assume que os agentes têm perfeito conhecimento do mercado, presente e futuro > Decisões de mercado baseadas no preço, tomando opções com base no custo, quer das tecnologias quer dos recursos energéticos > Mais informação sobre o gerador de modelos energéticos TIMES: ETSAP-TIMES > Mais informações e aplicações do TIMES_PT: > Seixas, J, Simoes SG, Fortes P, Gouveia J. 2018. The pivotal role of electricity in the deep decarbonization of energy system: cost-effective options for Portugal. Limiting Global Warming to Well Below 2 C: Energy System Modelling and Policy Development. (Giannakidis G., K. Karlsson, M. Labriet, B. Ó Gallachóir, Eds.).: Springer, Lecture Notes in Energy 64. Springer International publishing, > Fortes, P, Alvarenga A, Seixas J, Rodrigues S. 2015. Long term energy scenarios: Bridging the gap between socio-economic storylines and energy Modeling. Technological Forecasting & Social Change. 91:161-178. > Gouveia, JP, Dias L, Fortes P, Seixas J. 2012. TIMES_PT: Integrated Energy System Modeling. 1st Int'l Workshop on Information Technology for Energy Applications (IT4ENERGY'2012)., Lisbon, Portugal: Vol. 923 of CEUR Workshop Proceedings, ISSN 1613-0073 > Simões, S, Cleto J, Fortes P, Seixas J, Huppes G. 2008. Cost of energy and environmental policy in Portuguese CO2 abatement scenario analysis to 2020. Energy Policy. 36:3598 3611 > Por estes motivos, as soluções encontradas traduzem as melhores opções em termos de custo-eficácia. 11
Ferramenta de modelação TIMES_PT Inputs Como ilustrado no esquema metodológico, o modelo TIMES_PT requer a especificação de uma série de inputs exógenos, nomeadamente: I. Procura de serviços de e materiais tendo por base cenários prospetivos para o desenvolvimento económico e demográfico nacional. O modelo TIMES_PT acomoda mais de 60 categorias de procura associadas a cada um dos sectores de uso final tais como: aquecimento e arrefecimento de espaços nos sectores residencial e serviços, iluminação, mobilidade de curta e longa distância de veículos privados, transporte ferroviário de mercadorias, química, pasta a papel, alimentação e bebidas, entre outros. II. Fontes de primária disponíveis, atuais e futuras, nomeadamente importação e exportação de recursos energéticos (limites físicos e respetivos custos) e o potencial de recursos energéticos endógenos com viabilidade técnica e com expectativa de exequibilidade económica III. Características técnico-económicas das tecnologias de procura e oferta de. A base de dados tecnológica do modelo TIMES_PT é constituída por cerca de 3000 tecnologias (atuais e IV. futuras) caracterizadas por parâmetros representativos tais como: eficiência, tempo de vida técnico, disponibilidade, custos de investimento e custos de operação e manutenção. Para além da sua caracterização genérica podem ser estabelecidas assunções tecnológicas adicionais como sejam por exemplo o descomissionamento forçado de uma tecnologia, ou instalação obrigatória da mesma. A base de dados tecnológica que suporta o modelo TIMES_PT começou a ser desenvolvida no decorrer do projeto Europeu NEEDS (2008), e desde então tem vindo a ser expandida e atualizada ao longo dos últimos 10 anos no decorrer de diversos projetos internacionais (e.g. RES2020, COMET, CCS Roadmap, INSMART,) e nacionais (e.g., Roteiro Nacional de Baixo Carbono, Programa Nacional para as Alterações Climáticas, Contributo da Eletricidade na Descarbonização da Economia Portuguesa) Restrições de política energética e climática, tais como limites de emissões de gases de efeito estufa Seguidamente apresentam-se os principais inputs considerados no presente exercício de modelação 12
Geração da procura de serviços de & materiais Residencial I Metodologia Geral Metodologia bottom up, adaptada de Gouveia et al. (2012), distinguindo 10 usos de, identificados abaixo. As variáveis consideradas assumem diferentes comportamentos de acordo com os cenários sócio-económicos Classes de Usos Aquecimento & Arrefecimento de Espaços Confeção de Alimentos Refrigeração (Frigoríficos e Arcas Congeladoras) Aquecimento de Águas Sanitárias Máquinas de Lavar Roupa / Secar Roupa / Lavar Loiça Iluminação Outros Equipamentos Elétricos Principais Variáveis > População residente > Primeiras habitações > Dimensão média das famílias > Tipologia de casas (Moradias vs. Apartamentos Rurais e Urbanos) > Tendências de Demolição e Reconstrução > Taxas de Construção > Potencial Renovação Urbana > Áreas das casas > Conforto térmico e pobreza energética > Taxa de posse de equipamentos > Consumo médio de água, nº dias de consumo, aumento de temperatura de aquecimento da água > Necessidades iluminação - Lumens per capita > Rendimento disponível das famílias Gouveia, J.P.; Fortes, P.; Seixas, J. (2012). Projections of Energy Services Demand for Residential Buildings: Insights from a Bottom-up Methodology. Energy 47 (2012) 430-442. 13
Geração da procura de serviços de & materiais Residencial II Alguns dos Pressupostos > Tipologias de Edifícios e Dinâmicas de Construção e Renovação Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela Moradias e Apartamentos (Rurais e Urbanos) Demolição e Reconstrução Potencial Renovação Urbana Mantém a estrutura atual (INE, 2018) Mantém-se as dinâmicas atuais de demolição e reconstrução (INE, 2018) Nível 1 (baixo): 25% do Máximo em 2050 Redução de moradias urbanas e aumento ligeiro de moradias rurais; Aumento de apartamentos devido à pressão urbana, turismo acentuado nas grandes cidades Aumento na ordem de 3,5-4x valor baseado nas discussões com stakeholders (e.g. workshop Construção2050) devido a pressão urbana, casas mais caras, maior renovação Redução de edifícios de apartamentos e aumento de moradias rurais e urbanas, devido à descentralização e expansão para outras regiões fora das grandes metrópoles Recuperação das cidades médias Aumento na ordem de 2x valor baseado nas discussões com stakeholders (e.g. workshop Construção2050) Nível 3 (alto): 100% em 2050 Nível 2 (médio): 75% do Máximo em 2050 Áreas média das Habitações Iguais aos valores atuais (constante até 2050) Redução da área média das habitações devido à pressão imobiliária; habitações mais caras, modularidade das habitações Redução da área média das casas, contudo menor acentuada do que no Pelotão devido à maior diversidade de estilos de vida; por outro lado, estando este cenário associado a menor mobilidade e mais teletrabalho, as áreas de habitação não sofrem uma redução tão grande 14
Geração da procura de serviços de & materiais Residencial III Metodologia associada ao Aquecimento e Arrefecimento de Espaços > Procura de Serviços de para aquecimento e arrefecimento (A&A) de espaços desenvolvida tendo por base a metodologia de Palma et al. (ND), com alta resolução espacial para todas as freguesias portuguesas (i.e. 3092) e caracterizando 187 tipologias de edifícios representativos (Passo 2) (Passo 1) Regiões Climáticas (graus dias de aquecimento, temperatura exterior) Tipologias de Habitações (Apartamentos/Moradias, número de pisos, anos de construção) Características Construtivas (Paredes, pavimentos, telhados, envidraçados, area, ventilação). Necessidades de A&A para conforto térmico (Passo 3) Consumo real de A&A Energy performance gaps Consumo de Energia (por tipo de combustivel, por uso final, por região) Equipamentos de Climatização (taxas de posse, tipos e eficiência) Matrizes Municipais de Energia (com percentagens de aquecimento e arrefecimento no consumo de final por combustivel) > Necessidades energéticas para A&A segundo o regulamento térmico dos edifícios (REH DL 118/2013), incorporando informação de 520 mil certificados energéticos; e acomodando os impactos decorrentes do aumento da temperatura projetado para o cenário RCP 4.5 > Potencial de renovação urbana distinto entre cenários usando a mesma ferramenta Palma, P., Gouveia, J.P., Simoes, S. (ND) Mapping the energy performance gap of dwelling stock 15 at high resolution scale: Implications for thermal comfort in Portuguese households. Under Review
Geração da procura de serviços de e materiais Serviços, Indústria e Agricultura > A estimativa da procura de serviços de e materiais nos setores dos serviços, agricultura e assentam numa abordagem top-down, isto é, tem por base os pressupostos macroeconómicos de cada um dos cenários em análise de acordo com a seguinte equação: DEM = DEM t 1 1 + DRGR ELASI t (1 AEI) t > Importa referir que, para alguns setores, a produção foi posteriormente ajustada de modo a refletir princípios de economia circular (e.g. menor área dos serviços e coworking), investimentos já projetados a nível nacional (exemplo, investimento em fabrico de papel tissue), dados metodológicos (e.g. área agrícola futura projetada) ou feedback dado pelo setor DEM = procura de serviços de ou materiais no ano t DRGR = variável macroéconomica considerada - na maioria das situações esta variável representa o valor acrescentado bruto de cada um dos setores ELASI = Elasticidade procura crescimento económico. É assumido um valor de 0.8 com base em outros exercícios de modelação internacionais AEI = Efiência Autónoma na Indústria. Este parâmetro traduz a produtividade industrial, ou seja, o facto de que o VAB setorial e quantidade de produto produzido podem não ser diretamente proporcionais. Os valores variam entre 0 e 2%/ano de acordo com o setor industrial e o cenário prospetivo considerado Nota: A metodologia associada à geração da procura de mobilidade, que alimenta a componente de transportes do TIMES_PT, encontra-se descrita no Anexo da Mobilidade 16
/GJ Recursos energéticos Mercado energético e preço de importação de combustíveis fósseis > No âmbito do presente exercício, não são acomodadas após 2020 (inclusive), as trocas comerciais de eletricidade com outros países, nomeadamente com Espanha no âmbito do MIBEL > Os preços de importação de combustíveis fósseis considerados são os fornecidos pela Comissão Europeia, até 2040 e estendidos até 2050 (ver figura) > Os preços de importação e exportação de produtos petrolíferos para anos futuros são assumidos como uma proporção equivalente à evolução do preço de importação de petróleo bruto, aplicada ao valor médio anual dos últimos 3 anos (2015, 2016 e 2017) 25 20 Petróleo 111 /bbl 15 69 /bbl* 101 /bbl Gás Natural 10 5 Carvão 0 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Preços de Importação de Combustíveis fósseis (Comissão Europeia, 2018) 116 /bbl *Ainda que os valores apresentados graficamente estão em /GJ de modo a permitir a comparação entre os diferentes combustíveis, apresentam-se os valores em bbl barril de petróleo para melhor perceção da sua evolução. 17
Recursos energéticos Potenciais técnicos de recursos endógenos (2050) Unidades: PJ Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela Resíduos Sólidos Urbanos 14,4 13 11,1 Biogás 1,6 1,5 1,7 Biomassa (incl. Resíduos florestais, agrícolas, ind. transf. Madeira) 68,5 92,4 116,3 Biocombustíveis 25,5 22,5 19,5 Fonte Modelação resíduos RNC2050 Joint Research Center, 2018 (Low and Medium scenario para os cenários FP e CA, em linha com os cenários da Agricultura e Florestas do RNC2050 e valores médios para o cenário Pelotão) > Os potenciais acima apresentados são distintos para os três cenários uma vez que dependem de variáveis tais como população residente, área agrícola e área florestal, que se alteram consoante os cenários (ver anexo técnico referente aos Resíduos e Agricultura e Florestas de modo a ter uma visão mais abrangente dos pressupostos por de trás de cada um dos cenários e que condicionam os potenciais energéticos) > Os custos associados à biomassa e culturas destinadas a biocombustíveis de produção endógena, nomeadamente os custos inerentes ao recurso, recolha e transporte têm como fonte o Joint Research Center, 2018 18
Recursos energéticos Potenciais técnicos de recursos endógenos para geração de eletricidade (GW) Recurso/tecnologia Potencial Máximo 2015 2030 2050 Fonte Hídrica (albufeira) Plano Nacional de Barragens e Plano de 6,0 9,1 9,1 Hídrica (fio-de-água) Investimentos Eólica onshore 5,0 7,0 13,0 LNEG - Laboratório Nacional de Energia e Eólica offshore. 4.0 >30,0 Geologia Ondas - 5.00 7,7 Wave Energy Center PV (descentralizado) 5.00 12,0 (13,0 CA) Calculado para Portugal de acordo com a metodologia definida em Agência Internacional de Energia (2002) PV (centralizado, incl. flutuante) 0,45 Calculado para Portugal de acordo com a Concentrado PV Solar (CPV) Concentrado Solar 2,3 14,5 (13,0 CA) metodologia definida em Dias et al., (2019) Geotérmica 0,03 0,1 0,2 Geotérmica (hot dry rock) - 0,1 0,8 Roteiro Nacional de Baixo Carbono Referências: > Dias, L., Gouveia, J.P., Lourenço, P., Seixas, J. (2019). Interplay between the potential of photovoltaic systems and agricultural land use. Land Use Policy 81, 725-735. /doi.org/10.1016/j.landusepol.2018.11.036 > Agência Internacional de Energia (2002). Potential for Building Integrated Photovoltaics. Achievable levels of electricity from photovoltaic roofs and façades: methodology, case studies, rules of thumb and determination of the potential of building integrated photovoltaics for selected countries. Report IEA - PVPS T7-4 19
Pressupostos tecnológicos Setor Eletroprodutor > Descomissionamentos das centrais térmicas: > Centrais a carvão de Pego e Sines entre 2025-2029 > Central CCGT Ribatejo: entre 2036-2039 > Centrais CC GT Lares e Pego: 2041-2044 > Barragens futuras impostas na modelação: > Gouvães, Daivões e Vidago: ano de entrada 2024 > Fridão: ano do entrada 2026 > A Barragem Carvão-Ribeiro não é assumida na modelação podendo no entanto representar uma opção na descarbonização caso fosse considerada custo-eficaz > De modo a garantir a segurança no sistema elétrico é assumido um contributo máximo por tecnologia para satisfação da procura na ponta. Este fator reflete a incerteza associada à disponibilidade tecnológica, a qual é definida de acordo com valores médios registrados por cada um dos períodos de tempo (12) modelados > Todos os cenários são simulados assumindo o cenário climático RCP4.5, desta forma é considerada uma redução gradual da disponibilidade hídrica, assumindo um índice de hidraulicidade de 1 em 2020 e 0,8 em 2050 Recurso/tecnologia Fator Centrais térmicas a gás natural 93% Centrais térmicas a carvão 91% Centrais térmicas a fuel óleo 78% Centrais a biomassa, biogás ou resíduos 50% Grande hídrica com bombagem 70% Grande hídrica sem bombagem 60% Pequena hídrica 38% Eólica Onshore 7% Solar PV 0% Eólica Offshore 10% Solar Concentrado 20% Geotérmica 50% Ondas 50% Cogeração 57% Fatores de Contribuição do recurso / tecnologia para a capacidade de ponta (Adaptado de: PricewaterhouseCoopers. El modelo elétrico español en 2030 Escenarios y alternativas, 2010) 20
Pressupostos de modelação Dados tecnológicos A maioria das tecnologias energéticas consideradas estão atualmente disponíveis no mercado, ou em fase de comercialização Tabela Exemplo de custos de tecnologias selecionadas (sector eletroprodutor) Investimento ( /kw) O&M fixos /kw) O&M variáveis ( /GJ) Referências 2015 2030 2040 2050 2015 2030 2040 2050 2015 2030 2040 2050 Gás Ciclo Combinado Avançada 685 685 685 685 12,7 12,7 12,7 12,7 0,7 0,7 0,7 0,7 EDP (2017) Gas Ciclo Aberto (Peaker) Avançada 514 511 509 13,1 12,9 12,9 12,8 0,7 0,7 0,7 0,6 (OGCC) 524 JRC (2013) Hidroelectrica de fio de água 1 499 1 361 1 247 1230 15 13,6 12,5 TIMES_PT Database; JRC/EDP Vento offshore Flutuante 5 047 3 080 2 720 2403 161,5 98,6 87,1 76,9 IRENA (2018) Vento Onshore 1 159 1 033 1 012 1001 42,2 42,2 42,2 42,2 EDP (2017) Ondas - tecnologia genérica 5 620 3 488 2 966 2522 168,6 104,6 89 75,7 0,2 0,2 0,2 0,2 2018_EC_Market Study onocean Energy (Wave and Tidal Stream) Painel Solar Telhado (Silicio Cristalino) 1 686 1 367 1 320 1265 31,3 31,3 31,3 31,3 Residencial EDP (2017) Solar fotovoltaico centralizado (Silicio Cristalino) 1 030 754 729 698 27 23,8 23,8 23,8 EDP (2017) Solar fotovoltaico Alta Concentração 1 701 1 623 1 568 1502 25,5 24,4 23,5 23,5 JRC (2013) Solar Concentrado Torre Solar (Central de referência com 9 horas de armazenamento em sal derretido (molten salt) 5 016 2 302 1 757 1433 125,4 57,6 43,9 35,8 IRENA (2016) 21
Pressupostos de modelação Taxas de desconto > De modo a modelar de forma mais real a tomada de decisão dos agentes económicos o modelo TIMES_PT acomoda diferentes taxas de desconto consoante o setor/tecnologia em causa, uma vez que estas condicionam a tomada de decisão. As taxas de desconto refletem assim fatores de risco e até mesmo a perceção do mesmo. Deste modo o investimento privado das famílias tem valores mais elevados de taxas de desconto do que as empresas > Valores considerados no presente exercício tendo por base os valores considerados pelo modelo PRIMES utilizado pela Comissão Europeia (Braungardt et al., 2014): > Residencial,, transporte de mercadorias: 12% > Veículos privados: 17% > Serviços: 10% > Setor eletroprodutor: 9% Referência: Braungardt, S., Eichhammer W., Elsland, R., Fleiter, T., Klobasa, M., Krail, M., Pfluger; B., Reuter, M., Schlomann, B., Sensfuss, F., Tariq, S., Kranzl, L., Dovidio, S., Gentili P. (2014) Study evaluating the current energy efficiency policy framework in the EU and providing orientation on policy options for realising the cost-effective energy efficiency/saving potential until 2020 and beyond. Karlsruhe/Vienna/Rome: Fraunhofer ISI, TU Vienna, PWC on behalf of DG ENER; 2014. 22
C. Pressupostos de modelação modelação Cenários de mitigação de gases de efeito estufa (GEE) Foram considerados 2 cenários de mitigação para avaliar a contribuição do setor energético para a neutralidade carbónica da Economia Portuguesa em 2050 > Cenário Fora de Pista (FP): não foram impostas trajetórias de mitigação mas um preço, constante até 2050, para as emissões CELE (comércio europeu de licenças de emissão) de 20 /t. Este cenário resultou na trajetória de emissões representada a cinzento na figura, não permitindo atingir a neutralidade carbónica do País > Cenários Pelotão (PL) e Camisola Amarela (CA): foi imposta uma trajetória de emissões de GEE totais, representada a verde na figura, correspondendo a uma redução das emissões de 60% em 2030 e 90% em 2050, face aos valores de 2005. Ainda que os valores totais de GEE tenham sido impostos ao modelo, a alocação por atividade do setor energético é definida com base no seu principio de custo-eficácia Cenários de mitigação em análise -60% 2030/ 2005-73% 2050/ 2005-90% 2050/ 2005 23
Trajetórias do sistema energético para a neutralidade Os resultados apresentados de seguida representam os valores obtidos no exercício de modelação para os cenários pelotão (PL) e cenário Camisola Amarela (CA), cujas trajetórias de redução de emissões de gases com efeito de estufa configuram trajetórias para a neutralidade carbónica da economia Portuguesa em 2050. A nível sub-sectorial da e edifícios e por questões de simplificação, apenas são representados graficamente os consumos de do cenário PL. Sempre que relevantes serão sublinhadas as diferenças entre os dois cenários. Por motivos comparativos são ainda apresentados alguns resultados do cenário Fora de Pista (FP), o qual não conduz à neutralidade.
Emissões setoriais 2050 Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela Agricultura -27%/ 05 Agricultura -26%/ 05 Agricultura -33%/ 05 Residencial -47%/ 05 Residencial -96%/ 05 Residencial -93%/ 05 Serviços -87%/ 05 Serviços -100%/ 05 Serviços -100%/ 05 Transportes -81%/ 05 Transportes -98%/ 05 Transportes -99%/ 05 Indústria -46%/ 05 Indústria -72%/ 05 Indústria -72%/ 05 Refinação -27%/ 05 Refinação -91%/ 05 Refinação -89%/ 05 Eletroprodutor -98%/ 05 Eletroprodutor -99%/ 05 Eletroprodutor -99%/ 05 0 5 10 15 20 25 Mt CO 2 e 0 5 10 15 20 25 Mt CO 2 e Eletroprodutor 2050 0 10 2015 20 30 2005 Mt CO2e > Transportes e setor eletroprodutor são os que apresentam maior potencial para a redução das emissões de GEE 0 5 10 15 20 25 Mt CO 2 e > A Indústria, a qual inclui emissões de combustão e processo, e agricultura (apenas as emissões associadas ao consumo de ) mostram-se como os setores menos custo-eficaz para a redução das emissões de GEE 25
Sistema energético 2050 Cenário Fora de Pista Ainda que o desenvolvimento tecnológico e o fim de algumas tecnologias mais emissoras (i.e., centrais a carvão) contribuam para uma alteração significativa do sistema energético nacional face à realidade atual, no cenário Fora de Pista o petróleo e respetivos produtos derivados continuam a ter um peso relevante no sistema energético nacional GÁS NATURAL (106 PJ) RENOVÁVEIS (327 PJ) ELETRICIDADE (234 PJ) CALOR (62 PJ) 17 PJ 188PJ AGRIC. EDIFICIOS OUTROS (RESÍDUOS INDUSTRIAIS NÃO RENOVÁVEIS 13 PJ) HIDROGÉNIO (8 PJ) 202 PJ INDÚSTRIA PETRÓLEO & PRODUTOS PETROLÍFEROS (462 PJ) PRODUTOS PETROLÍFEROS (412 PJ) Nota: Este esquema traduz uma simplificação do sistema energético nacional. As perdas de e os consumos próprios dos sectores de produção de não se encontram representadas por fluxos, estando incluídas na redução do consumo de final vs primária 330 PJ EXPORTAÇÕES 108 PJ TRANSPORTES 26
Sistema energético 2050 Cenário Pelotão A neutralidade carbónica leva a uma alteração no paradigma energético nacional com as renováveis endógenas a dominarem o consumo de primária, seguidas pela eletrificação dos usos finais GÁS NATURAL (52 PJ) 17 PJ AGRIC. ELETRICIDADE (337 PJ) 171PJ EDIFICIOS RENOVÁVEIS (442 PJ) CALOR (43 PJ) 197 PJ INDÚSTRIA PETRÓLEO & PRODUTOS PETROLÍFEROS (109 PJ) PRODUTOS PETROLÍFEROS (96 PJ) HIDROGÉNIO (18 PJ) 86 PJ TRANSPORTES Nota: Este esquema traduz uma simplificação do sistema energético nacional. As perdas de e os consumos próprios dos sectores de produção de não se encontram representadas por fluxos, estando incluídas na redução do consumo de final vs primária 65 PJ EXPORTAÇÕES 27
Sistema energético 2050 Cenário Camisola Amarela GÁS NATURAL (30 PJ) A neutralidade carbónica leva a uma alteração no paradigma energético nacional com as renováveis endógenas a dominarem o consumo de primária, seguidas pela eletrificação dos usos finais 16 PJ AGRIC. ELETRICIDADE (352 PJ) 173PJ EDIFICIOS RENOVÁVEIS (471 PJ) CALOR (44 PJ) 214 PJ INDÚSTRIA PETRÓLEO & PRODUTOS PETROLÍFEROS (119 PJ) PRODUTOS PETROLÍFEROS (96 PJ) Nota: Este esquema traduz uma simplificação do sistema energético nacional. As perdas de e os consumos próprios dos sectores de produção de não se encontram representadas por fluxos, estando incluídas na redução do consumo de final vs primária HIDROGÉNIO (21 PJ) 82 PJ EXPORTAÇÕES 94 PJ TRANSPORTES 28
Energia primária Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela Renováveis + Resíduos não renováveis Carvão Petróleo e produtos petrolif. 1 000 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0-10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0% 70,0% 80,0% 90,0% 100,0% Gas Natural Imp. Líquid. Electricidade Dependência Energética > A redução agressiva de emissões (cenário Pelotão e Camisola Amarela) induz uma utilização maciça dos recursos endógenos renováveis (>2/3 sol e vento), que representam em 2050 mais de 80% do consumo de primária > O uso de recursos endógenos tem consequências positivas na redução significativa da dependência energética (eixo direito dos gráficos) e, consequentemente, na fatura energética 29
Energia final Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela Representatividade do consumo de final por setor 3% 2015 30% 37% 30% 2050 29% 18% 34% 2050 Agri. Edificios Transportes Indústria > A redução agressiva de emissões de GEE induz um aumento da eletrificação da economia (>65% do consumo de final em 2050) e uma redução da intensidade energética (1/2 valores de 2015) > Transportes são o setor com maior potencial de redução do consumo de final, o que implica uma maior eficiência energética 30
Eletrificação do sistema energético % de eletricidade no consumo de final Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela 26% 2015 2050 43% 67% 66% 4,4 MWh/hab 7,0 MWh/hab 9,6 MWh/hab 8,9 MWh/hab > Independentemente do cenário de mitigação em análise, a eletrificação da economia surge com uma opção custo-eficaz. No cenário FP a eletricidade quase duplica a sua representatividade no consumo de final em 2050 face aos valores atuais > A trajetória de redução de emissões dos cenários PL e CA contribui para que o peso da eletricidade no consumo de final aumente cerca de 2.5x até 2050 (de 26% para mais de 66%) > Apesar da intensa eletrificação da economia os valores per capita obtidos ficam aquém os registrados atualmente para alguns países tais como: Finlândia (15,7 MWh/hab), Suécia (14,3 MWh/hab), Luxemburgo (14,4 MWh/hab) 31
NA NEUTRALIDADE Geração de eletricidade* Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela TWh RES-E TWh RES-E 120 120% 120 120% TWh 120 100 100% 100 100% 100 80 80% 80 80% 80 60 60% 60 60% 60 40 40% 40 40% 40 20 20% 20 20% 20 0 0% 0 0% 0 2015 2020 2030 2040 2050 2015 2020 2030 2040 2050 2015 2020 2030 2040 2050 RES-E 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% GW100 Biomassa/biogás/resíduos Geotérmica Solar PV descentralizado Solar PV centralizado 20% 40% 60% 80% 100% 0 Eólica Offshore Eólica Onshore Hídrica (sem bombagem) Fuel Gás Natural2015 2020 Carvão 2030 % RES-E 2040 2050 t CO 2 /GWh (2050) <1,7 (290 t/gwh2015 ) % RES-E (prod. 2050) 100 (53% 2015 ) * Os valores apresentados gráficamente incluem eletricidade gerada por cogeração > Geração de eletricidade mais que duplica nos cenários de redução agressiva de emissões (+54 56 TWh em 2050 face a 2015) atingindo em 2030 valores acima dos 80% do total de final > Solar PV surge após 2030 como uma tecnologia dominante (papel mais acentuado no Solar descentralizado no CA) > Eólica offshore surge como custo-eficaz no longo prazo 32
Capacidade instalada* Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela GW 60 RES-E 100% GW 60 RES-E 100% GW 60 RES-E 100% 50 40 30 20 10 80% 60% 40% 20% 50 40 30 20 10 80% 60% 40% 20% 50 40 30 20 10 80% 60% 40% 20% 0 2015 2020 2030 2040 2050 0% 0 2015 2020 2030 2040 2050 0% 0 2015 2020 2030 2040 2050 0% GW100 Baterias Hídrica com bombagem Biomassa/biogás/resíduos Geotérmica Solar PV descentralizado 20% 40% 60% 80% 100% Solar 0 PV centralizado Eólica Offshore Eólica Onshore Hídrica (sem bombagem) Fuel Gás Natural 2015 Carvão 2020 % RES-E 2030 2040 2050 > Nos cenários com mitigação, a capacidade instalada aumenta mais de 2.5x face ao valores atuais (+32 34 GW) > Segurança no abastecimento é garantida por: diversificação e complementariedade tecnológica; capacidade térmica (e.g., centrais dedicadas a gás natural até 2040, CHP a biomassa e gás natural em 2050 3% da capacidade total); Baterias + hídrica com bombagem (12% capacidade in 2050); Produção de H2 e VE; interligações * Os valores apresentados graficamente incluem cogeração 33
A transição do sistema eletroprodutor para a neutralidade carbónica +2x Capacidade instalada total é 2x a capacidade instalada atual Eólica offshore ultrapassa 1 GW H2 H2 Baterias tornam-se custo-eficazes associadas ao solar descentralizado Eólico offshore torna-se custoeficaz Eletricidade utilizada para produção de H2: 2% 4% da produção de eletricidade Armazenamento em baterias representa 3% 4% da capacidade instalada total do sistema eletroprodutor Eletricidade utilizada para produção de H2: 5% 7% da produção de eletricidade Armazenamento em baterias representa 6% da capacidade instalada do sistema eletroprodutor Baterias + hídrica com bombagem 13% 12% da capacidade instalada total 2020 2030 2040 2050 Produção solar fotovoltaica começa a ganhar expressão Encerramento das centrais dedicadas de carvão até 2029 Capacidade de produção solar iguala eólico Encerramento das centrais dedicadas de gás natural após 2040 Produção solar descentralizada ganha expressão Capacidade de produção solar representa 50% do total A produção hídrica sem bombagem reduz 9% face a 2020 pela redução da disponibilidade hídrica % de FER 59 88 86 97 100 % Redução de GEE (face 2005) -38-83 -84-98 -93-94 CO2 34
A transição do sistema eletroprodutor para a neutralidade carbónica > A descarbonização assenta na retirada faseada de combustíveis fósseis e progressiva integração de fontes renováveis endógenas; no longo prazo o papel da descentralizada pode ser diferente entre PL e CA > As baterias começam a surgir como solução de armazenamento com maior expressão na década 2030-2040 > O solar afirma-se com maior evidência na década 2020-2030, aumentando a sua expressão em todo o horizonte temporal > A manutenção de capacidade a GN no sistema elétrico nacional até 2040, ainda que marginalmente utilizada, assegura o backup necessário para operar a transição para um sistema elétrico de base renovável, dando tempo para o desenvolvimento de soluções de armazenamento, como baterias e produção de hidrogénio > Embora não avaliada, a interligação com a rede elétrica da União Europeia será importante na gestão do sistema elétrico nacional na transição para um sistema elétrico de base renovável 35
2015=100 Refinação e petroquímica Quantidade de Crude Processado pela refinação Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela PJ PJ PJ 600 600 600 400 400 400 200 200 200 0 2015 2020 2030 2040 2050 0 2015 2020 2030 2040 2050 0 2015 2020 2030 2040 2050 Evolução da Produção da Indústria Petroquímica > As trajetórias de redução de emissões conduzem a uma alteração significativa do sistema de produção de produtos petrolíferos e da 120 petroquímica, estimando-se uma redução de -55% -66% do crude 100 processado em 2040 e -89% -87% em 2050, face aos valores atuais 80 60 40 20 FP PL CA 0 2015 2020 2030 2040 2050 > Como consequência sobretudo da alteração do paradigma na mobilidade, o setor da refinação evoluirá para outras formas de produção e diversificação de produtos como sejam biorefinarias e produção de hidrogénio no período pós-2030 (ver no Anexo da Mobilidade os consumos de associados aos transportes) 36
Energia final edifícios Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela PJ PJ PJ 200 200 200 150 150 150 100 100 100 50 50 50 0 2015 2020 2030 2040 2050 0 2015 2020 2030 2040 2050 0 2015 2020 2030 2040 2050 200 PJ0 Produtos Petrolíferos Gás Natural Biomassa Eletricidade Calor Solar 2015 2020 2030 2040 2050 > As mudanças no ambiente construído quer nas habitações como nos serviços, aliadas aos padrões de eficiência dos equipamentos, contribuem para um decréscimo do consumo de final nos edifícios após 2030, contrariamente à procura de serviços de > A eletrificação dos consumos ocorre rapidamente substituindo produtos petrolíferos no curto prazo e gás natural no longo prazo, deixando de ser utilizado para aquecimento (espaços e águas) e cozinha > Complementarmente à eletricidade, o solar térmico aumenta a sua representatividade, maioritariamente contido ao aquecimento de águas 37
RESIDENCIAL PROCURA SERVIÇOS ENERGIA (EVOLUÇÃO 2015=100) TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL) REDUÇÃO GEE (2050/ 2015 ) -95% ELETRIFICAÇÃO (2050) 81% > Aumento da procura de serviços de é alavancada pelo aumento do conforto térmico redução da pobreza energética, e pelo aumento do uso de pequenos equipamentos elétricos associados à digitalização e aumento do rendimento das famílias > Economia da partilha contribui para a redução da taxa de posse de alguns equipamentos deslocalização da procura para os serviços (e.g., lavagem de roupa) por outro lado o aumento do teletrabalho fomenta um aumento dos usos para climatização, iluminação e outros equipamentos > Descarbonização assente na eletrificação dos consumos de e solar térmico maioritariamente para aquecimento de água. PL mais urbano contribui para uma maior eletrificação que CA mais rural com continuidade do peso de biomassa para aquecimento (biomassa representa 14% dos consumos de e 2050 neste cenário vis-à-vis 5% em PL e 31% em 2015) > Isolamento contribui para uma redução do consumo de em >60% 38
A transição nos edifícios residenciais para a neutralidade carbónica 39
A transição nos edifícios residenciais para a neutralidade carbónica > Pressuposto: aumento do conforto te rmico nas habitac o es tanto no aquecimento como no arrefecimento (em 2050, o conforto te rmico triplica no aquecimento e duplica no arrefecimento) > Continuac a o da tende ncia de eletrificac a o do setor > Gás natural mante m-se como opc a o nas habitac o es no horizonte 2020-2040, desaparecendo praticamente na de cada 2040-2050 > Biomassa mante m-se como opc a o nas habitac o es no horizonte 2020-2040, desaparecendo praticamente na de cada 2040-2050 no PL (mais urbano) mas mantendo uma expressa o ainda relevante no cenário CA (maior descentralizac a o, mais vivendas rurais) 40
SERVIÇOS PROCURA SERVIÇOS ENERGIA (EVOLUÇÃO 2015=100) TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL) REDUÇÃO GEE (2050/ 2015 ) -100% ELETRIFICAÇÃO (2050) 91% > Continuidade da importância dos serviços. CA mais ligado a serviços digitais e do conhecimentos, PL mantêm a importância da hotelatia/restauração > Redução das necessidades de aquecimento/arrefecimento em resultado da menor área de trabalho, da sua virtualização, do teletrabalho em casa, e da maior eficiência térmica do parque edificado > Crescimento muito acentuado da procura por outros usos elétricos (e.g, servidores, clouds, etc) > Deslocalização de alguma procura para o residencial devido ao teletrabalho mas aumento dos serviços capazes de satisfazer as necessidades atualmente mais alocadas ao setor doméstico (e.g., serviços de lavandaria, cozinha) > Rápida eletrificac a o do setor em todos os usos, com solar te rmico para aquecimento de águas ( 80% em 2050) > Bombas de calor dominam o aquecimento de espaços 41
A transição nos edíficios de serviços para a neutralidade carbónica 42
A transição nos edíficios de serviços para a transição energética > Extensiva eletrificac a o dos servic os, sendo já atualmente a forma de dominante > Aumento do solar te rmico para aquecimento de águas > Predomina ncia das bombas de calor para aquecimento de espac os 43
Energia Final Indústria transformadora e extrativa Fora de Pista Pelotão Camisola Amarela PJ PJ PJ 250 250 250 200 200 200 150 150 150 100 100 100 50 50 50 0 2015 2020 2030 2040 2050 0 2015 2020 2030 2040 2050 0 2015 2020 2030 2040 2050 PJ500 Produtos 0 Petrolíferos Gás Natural Biomassa, biogás e líquores negros Resíduos Electricidade Calor Solar Térmico Hidrogénio 2015 2020 2030 2040 2050 > A mudança de paradigma energético na necessária à neutralidade carbónica segue um caminho mais incremental comparativamente a outros setores > A eficiência energética melhora continuamente para a maioria dos processos industriais > Existe potencial para a eletrificação de alguns processos e s, particularmente nas menos energético intensivas. Nos cenários de mitigação agressiva, o consumo de eletricidade duplica face aos valores atuais, substituindo os produtos petrolíferos e mais tarde o gás natural. Também a biomassa e resíduos vê o seu contributo a aumentar > A é fortemente influenciada pela economia circular, com maior incorporação de materiais secundários e redução da extração de recursos 44
A transição na transformadora e extrativa para a neutralidade carbónica 45
A Transição na Indústria para a neutralidade carbónica > A eletrificac a o e o uso de biomassa contribuem para a descarbonizac a o do setor > Em 2050, 90% do consumo de gás natural do pai s ocorre no setor industrial > A descarbonizac a o no sector industrial ocorre a um ritmo menor que noutros setores, contribuindo para um aumento do peso das emisso es industrias no total do pai s (39% das emisso es em 2050) > O setor na o depende apenas de soluc o es tecnolo gicas mas tambe m de alterac a o dos modelos de nego cio atuais > Cenário CA com comportamento semelhante ao PL destacando-se no entanto um maior aumento do consumo de eletricidade na outra indu stria devido à maior robotizac a o e digitalizac a o 46
CIMENTO PRODUÇÃO (Mt) TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL) Captura de CO 2 (PL) REDUÇÃO GEE (2050/ 2015 ) -91% % RES (2050) 100 > Setor sofre forte competição pela substituição de cimento por materiais de construção alternativos (e.g., madeira) e otimização do processo construtivo que resulta em reduções na procura de cimento na ordem dos 34% (The Mission Possible report - Reaching net-zero carbon emissions from harder-to-abate sectors by midcentury (ETC, 2018) > Descarbonização do setor associada à incorporação de combustíveis alternativos tais como CDRs, resíduos vegetais e outros e à redução da incorporação de clinquer (redução gradual até um máximo de -10% em 2050 face a valores atuais permitindo manter qualidade de cimento Portland) > A redução de clínquer é compensada pela introdução de resíduos de construção e demolição (processo de separação ativo devido à economia circular) e a introdução de outros materiais tais como pozolânicos ou calcários > Na neutralidade para manter os níveis de produção acima dos 4Mt serão necessárias novas tecnologias tais como o surgimento de fornos Oxyfuel com captura de CO 2 com menor eficiência energética face aos fornos similares sem captura. 47
QUÍMICA PROCURA SERVIÇOS ENERGIA (EVOLUÇÃO 2015=100) TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL REDUÇÃO GEE (2050/ 2015 ) -100% ELETRIFICAÇÃO (2050) 89% > Transformação e modernização do setor com fabrico de fibras sintéticas/artificiais e bioplásticos > Aumento da procura para automóvel e eletrónica especialmente no CA > Descarbonização do setor na neutralidade assenta sobretudo na eletrificação de alguns processos (eletroquímicos). Em 2050 eletricidade representa cerca de 89% do consumo de final versus os 45% atuais. > Redução da intensidade energética do setor em 14% até 2050 > Calor (proveniente de cogeração) 100% renovável em 2050 48
VIDRO PRODUÇÃO (Mt) TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL) REDUÇÃO DE GEE (2050/ 2020 ) -26% ELETRIFICAÇÃO (2050) 34% > Aumento da utilização de vidro em substituição de embalagem de plástico (designadamente PET) contribui para o aumento de produção do setor ainda que de forma moderada devido à relativamente baixa substituibilidade plástico/vidro > Economia circular associada a processos otimizados de recolha e design de embalagens permite atingir valores muito elevados de incorporação de casco de vidro no processo de fabrico entre 65% 75% em 2050 (vs. 50% atuais) > Aumento da eficiência energética e o surgimento de fornos elétricos em 2040 em algumas unidades permitem a redução de intensidade energética do setor: entre -24% -29% em 2050 face a 2015 49
CERÂMICA PROCURA SERVIÇOS ENERGIA (EVOLUÇÃO 2015=100) TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL) REDUÇÃO DA INTENSIDADE ENERGÉTICA (2050/ 2015 ) -8% ELETRIFICAÇÃO (2050) 22% > O subsetor da cerâmica estrutural (telhas, tijolos, pavimentos) sofre alguma competição pela maior introdução de outros materiais na construção (e.g., madeira, cortiça) associados a uma mudança de paradigma no setor da construção, que também passa pela reutilização de produtos cerâmicos. Todavia dá-se um aumento da cerâmica de design e associada aos usos domésticos > Descarbonização do setor é efetuada com recurso a um aumento ligeiro da eletrificação nas unidades e maior dimensão e ao uso de resíduos vegetais 50
PAPEL PRODUÇÃO (Mt) Papel Gráfico TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL) Tissue + Embalag. > Alteração da estrutura produtiva do sector: i) redução acentuada da produção de papel de impressão, em resultado da digitalização e consequente diminuição da procura mundial; ii) aumento significativo da produção de tissue e papel de embalagem, este último em substituição das embalagens plásticas e devido a um acréscimo da procura para transporte de mercadorias associadas ao aumento do comércio digital > Novos usos para pasta nomeadamente para têxteis, contribuem para a sua exportações entre as 1.1 1.3 Mt no longo prazo > Economia circular contribui para uma otimização do processo de recolha de papel e um aumento da produção de pasta a partir de fibra secundária (entre 50 70% em 2050) > Setor continua a sua descarbonização com consumos de calor proveniente de licores negros e eletrificação de alguns processos > Redução da intensidade energética do setor em -20% -32% em 2050 face a 2005 51
FERRO & AÇO PRODUÇÃO (Mt) TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL) > Aumento da produção de ferro/aço devido à elevada abertura do setor ao exterior e à sua incorporação em s em crescimento, como a das s renováveis > A atual eletrificação do setor leva a que não se prevejam transformações relevantes no mesmo 52
2050 2040 2030 2015 RESTANTE INDÚSTRIA PROCURA SERVIÇOS ENERGIA (EVOLUÇÃO 2015=100) TRANSIÇÃO ENERGÉTICA (ENERGIA FINAL) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 PJ Produtos Petrolíferos Gás Natural Calor Eletricidade Solar REDUÇÃO GEE (2050/ 2015 ) -83% ELETRIFICAÇÃO (2050) 75% > Aumento da associada à fabricação de equipamentos informáticos, comunicação, eletrónica e ótica; produtos farmacêuticos; equipamentos elétricos e outras s de elevado potencial tecnológico sobretudo no cenário CA > Grande robotização no cenário CA contribui para 70% da procura por serviços de do setor associada a maquinaria vs os 32% atuais 53
C. Gases Pressupostos Fluorados metodologia de modelação Atividades e Equipamentos considerados: > Equipamentos fixos de refrigeração e AVAC, do setor do comércio e nos transportes > Equipamentos fixos de refrigeração e AVAC, do setor doméstico e do setor da > Equipamentos de ar condicionado móveis em veículos > Espumas expansivas (Foam Blowers) > Inaladores de dose calibrada > Extintores e equipamentos fixos de proteção contra incêndios > Fabrico de equipamentos elétricos Gases Fluorados contabilizados: > Hidrofluorocarbonetos (HFC) > Hexafluoreto de enxofre (SF6) > Perfluorocarbonetos (PFC) Fases em que ocorrem fugas de gases fluorados: > Instalação > Operação > Desmantelamento Foram consideradas: > as restrições da diretiva MAC (Mobile Air conditioning) de 2006, que proíbe o uso de gases fluorados com um valor de potencial de aquecimento global superior a 150 em novos tipos de carros e carrinhas introduzidos a partir de 2011 e em todos os novos carros e carrinhas a partir de 2017 > restrições do Regulamento No 517/2014 do Parlamento Europeu e do Conselho. Foram igualmente aplicadas as metas percentuais do Acordo de Kigali relativas às emissões médias de HFC no período de 2011-2013 54
C. Gases Pressupostos Fluorados Metodologia de modelação > A variação nas emissões de gases fluorados nos 3 cenários diz respeito apenas ao HFC e está relacionada com: > Variação do Stock de frigoríficos e arcas congeladoras no Sector doméstico, diretamente ligada à variação dos indicadores socioeconómicos nos diferentes cenários > Variação do Stock de frigoríficos e arcas congeladores no Setor dos Serviços, cuja variação está associada aos pressupostos sectoriais e metodologia da estimativa da procura energética > Variação do Stock de veículos, por tipo, no Setor dos Transportes, associado aos pressupostos do setor 55
C. Gases Pressupostos Fluorados Evolução 1950 1970 1990 Hoje CFCs HCFCs HFCs HFO ODP muito alto PAG muito alto ODP alto PAG alto ODP = 0 PAG alto ODP = 0 PAG perto de 0 (Adaptado de CARRIER, 2018) ODP = Potencial de depleção da camada de ozono PAG = Potencial de aquecimento global > Progressiva substituição de HFC por outros refrigerantes alternativos > Redução do PAG dos gases fluorados e de outros refrigerantes alternativos > Adoção de melhores práticas e equipamentos mais eficientes > Programas para maior controlo da recuperação, reciclagem e destruição de gases fluorados 56
Mensagens-Chave: > O setor da [, transportes, edifícios, transformação de e produção de eletricidade] é crucial para se atingir a neutralidade carbónica em Portugal > A continuidade do desenvolvimento tecnológico esperado para o futuro, aliados a uma maior consciencialização ambiental, não serão suficientes para atingir a neutralidade carbónica > São necessárias transformações disruptivas para que o setor da seja indutor de reduções significativas de emissões de gases de efeito estufa (-90% em 2050 face aos valores de 2005), consentâneo com a neutralidade carbónica do País PROCURA DE SERVIÇOS DE ENERGIA, MOBILIDADE E MATERIAIS > Até 2050, a procura por serviços de aumenta impulsionada sobretudo pelo crescimento económico e por um aumento da exigência por maiores níveis de conforto e qualidade de vida (e.g. no sector residencial verifica-se um aumento de 28% (FP) a 31% (PL) face aos valores atuais) > A mobilidade de passageiros cresce 20% (FP) a 43% (PL) e 80% (CA), sendo que nestes, os sistemas de partilha e/ou autónomos permitindo a satisfação de necessidades de mobilidade a classes etárias e sociais mais abrangentes. A expansão do comércio digital alavanca o transporte de mercadorias com um crescimento entre 61% (FP mais comedido na digitalização e avanço tecnológico), 92% (PL) e 116% (CA - a economia digital estará aliado a uma maior ocupação do território) > A economia circular poderá contribuir para uma diminuição da produção de alguns sectores industriais como sejam o cimento (21% (PL) e 59% (CA)), embora a digitalização, a maior consciencialização ambiental e a 4.0 poderá contribuir para uma maior procura de serviços de materiais e. O papel de embalagem por exemplo poderá aumentar a sua produção entre 2 (FP e PL) a 3X (CA) até 2050; a procura de serviços de na automóvel, da fabricação de equipamentos informáticos, farmacêutica, do vestuário e calçado, entre outros irá aumentar entre os 24% (FP) e 57% (PL), expandindo consideravelmente no cenário CA (87%) face a uma generalização da robótica e uma mais digita. 57
Mensagens-Chave: EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ELETRIFICAÇÃO DA ECONOMIA > O aumento na procura de serviços de, mobilidade e materiais não se reflete no consumo de. Em 2050, o consumo de final diminui entre -19% (FP) e -25% (PL) -22% (CA), correspondendo a uma diminuição média anual entre -0.6% e -0.8%/ano > É sobretudo o setor dos transportes o grande impulsionador da eficiência energética da economia com reduções no consumo em mais de 54% devido essencialmente à mobilidade elétrica mais eficiente > Redução significativa da intensidade energética do PIB: Intensidade energética do consumo de final (tep/m ) 77,7 43,3 35,7 33,4 2015 FP PL CA 2050 > A eletricidade será crescentemente a base dos consumos de. A sua representatividade poderá crescer dos atuais 26% até 43% (FP) e 66 67% (PL e CA) Edifícios Transportes Indústria % de eletricidade no consumo de 55 65 86 82 2015 FP PL CA 72 68 <1 29 2015 FP PL CA 29 31 53 56 2015 FP PL CA 2050 Aumento da procura por equipamentos elétricos; substituição de gasóleo de aquecimento e gás natural por bombas de calor elétricas Eletrificação dos transportes em todos os segmentos aliada à disponibilidade de infraestrutura e mobilidade partilhada facilitam essa eletrificação Adoção limitada de elétrica em caldeiras e fornos para calor de média temperatura 58
Mensagens-Chave RENOVÁVEIS > Em 2050 as renováveis, sobretudo no sector eletroprodutor, terão um papel fundamental no sistema energético nacional, representando em 2050 mais de 80% do consumo de primária do País > A redução do custo das tecnologias, catalizadas por uma diminuição rápida do custos das baterias, levam a uma percentagem de renováveis entre os 96% (FP) e os 100% na produção de eletricidade > Eólica onshore e solar serão a base do sistema eletroprodutor nacional (69% no FP a 71/72% da capacidade instalada no PL e CA) equilibrados pelo armazenamento (bombagem e baterias representam mais de 12% da capacidade), geração térmica renovável e as interligações com Espanha > A geração de eletricidade não estará confinada aos grandes players nacionais, as famílias e outros pequenos produtores serão responsáveis por mais de 20% da produção através de solar descentralizado > Apesar de ter um papel mais limitado, também outras renováveis, tais como solar térmico, biomassa e biocombustíveis e hidrogénio renovável terão um papel importante na descarbonização da economia % de eletricidade renovável 53 96 100 100 2015 FP PL CA 2050 59
Equipa Júlia Seixas Rita Lopes Patrícia Fortes João Pedro Gouveia Francisco Ferreira Hugo Tente Luís Dias Joana Monjardino Pedro Palma Sandra Martinho José Eduardo Barroso
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