ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA

ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA CNICA Energia: o Passado e os Desafios e do Futuro José P. Sucena Paiva Técnico Lisboa

2 MICHAEL FARADAY, o experimentalista 1791-1867 1867

3 JAMES MAXWELL, o cientista 1831-1879 1879 H E = D B J = = + = 0 D B t ρ t

4 NIKOLA TESLA, o engenheiro 1856-1943 1943

5 LUZ NA AVENIDA DA LIBERDADE, 1889 38 candeeiros com lâmpadas de arco de 2000 velas Créditos Fotográficos: Museu da Electricidade

6 FONTES DE ENERGIA PRIMÁRIA RIA PORTUGAL, 1890 [Fonte: Nuno Madureira: A História da Energia em Portugal 1890-1980, 1980, Livros Horizonte, 2005]

CENTRAL TEJO 64 MW, 1909-1972 1972 O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 7 Fotografia de 1930 Créditos Fotográficos: Museu da Electricidade

CENTRAL TEJO Quadro de Comando Créditos Fotográficos: Museu da Electricidade Créditos Fotográficos: Museu da Electricidade O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 8

9 CENTRAL TEJO A Descarga do Carvão Créditos Fotográficos: Museu da Electricidade

10 CENTRAL TEJO (ACTUAL) Museu da Electricidade

JOSÉ FERREIRA DIAS, 1900-1966 1966 O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 11

A LEI 2002 LEI DA ELECTRIFICAÇÃO NACIONAL, 1944 O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 12 Créditos Fotográficos: Museu da Electricidade

13 CENTRAL HIDROELÉCTRICA Castelo do Bode 3 533 MW, 1951

14 CENTRAL HIDROELÉCTRICA Venda Nova 3 303 30 MW, 1951

CENTRAL TERMOELÉCTRICA TAPADA DO OUTEIRO 3 50 MW, 1959 O. Eng. Fonte: EDP 20-02-2014 Produção Prof. Sucena Paiva 15 15

16 CENTRAL HIDROELÉCTRICA Alto Lindoso 2 3152 MW, 1992

17 CENTRAL HIDROELÉCTRICA Alqueva 2 1302 MW, 2004

18 CENTRAL TÉRMICA T A CARVÃO Pego 2 3202 MW, 1993

19 CENTRAL TÉRMICA T A GÁS G S NATURAL DE CICLO COMBINADO Ribatejo 3 4003 MW, 2004

GERADOR EÓLICO E 2 MW, 2005 O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 20

PARQUE EÓLICO DE CANDEEIROS, 2006 37 3 MW = 111 MW O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 21

22 TOTAL PRIMARY ENERGY DEMAND WORLD, 1990-2035 [Source:: IEA, World Energy Outlook 2013, New Policies Scenario] 20.000 18.000 16.000 +33% +68% Taxa de crescimento anual: 1990-2011: 1,9% 2011-2020: 1,6% (projecção) 2011-2035: 1,2% (projecção) 14.000 Mtep 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 Outras renováveis Biomassa e resíduos Hídrica Nuclear Gás natural Petróleo Carvão 2.000 0 1990 2011 2020 2035 Average Power 2011: 17 TW Average Power per capita: 2,5 kw

23 ELECTRIC ENERGY GENERATION WORLD, 1990-2035 [Source:: IEA, World Energy Outlook 2013, New Policies Scenario] 40.000 35.000 +68% Taxa de crescimento anual: 1990-2011: 3,0% 2011-2020: 2,7% (projecção) 2011-2035: 2,2% (projecção) 30.000 TWh 25.000 20.000 15.000 10.000 Marés/ondas Solar concentração Solar fotovoltaica Geotérmica Eólica Biomassa e resíduos Hídrica Nuclear Gás natural Petróleo Carvão 5.000 0 1990 2011 2020 2035 Average Power 2011: 2,5 TW Average Power per capita: 0,36 kw

CONSUMO BRUTO DE ENERGIA ELÉCTRICA EM PORTUGAL, 1990-2013 [Source:: DGEG, REN] 60.000 50.000 Taxa de crescimento anual 1990-2013: 3,1% 2000-2013: 1,5% 2008-2013: -0,4% GWh 40.000 30.000 20.000 Importação Fotovoltaica Eólica Hidrica Biomassa e resíduos Gás natural Petróleo Carvão 10.000 0 1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Potência média 2013: 5 980 MW Potência média per capita: 0,57 kw Renováveis 2013: 58% O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 24

CONSUMO BRUTO DE ENERGIA ELÉCTRICA EM PORTUGAL, 2013 [Source:: DGEG, REN] Renováveis = 58% 2013 IPHid=1,17 IPEol=1,18 Hidrica 28% Eólica 23% Fotovoltaica 0,9% Biomassa e resíduos 6% Gás natural 12% Petróleo 3% Carvão 22% Importação 5% 52 389 GWh Potência média 2013: 5 980 MW Potência média per capita: 0,57 kw Renováveis 2013: 58% O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 25

26 COMPARAÇÃO DAS DIFERENTES TECNOLOGIAS DE PRODUÇÃO Tecnologias Potência (MW) Tempo desenvolv. (anos) Vida útil (anos) Custo investim. Custo combustível Custo operação Emissões CO 2 (kg/kwh) Utilização anual (h) Gás s natural Médio (400) Curto (2-3 3 ) 25 Baixo Alto Médio Médio (0,35) 7.000 Carvão Alto (750) Longo (6-8) 40 Médio - Alto Médio Médio Alto (0,9-1,2) 7.000 Nuclear Muito Grande (1.500) Longo (10 15) 40 Muito Alto Baixo Médio ~ 0 8.000 Hídrico Variável Médio Longo (5-15) > 60 Alto ---- Muito Baixo ~ 0 2.500-4.000 Eólico Baixo (< 5) Curto (< 3 ) 20 Alto ---- Baixo ~ 0 2.200

27 REDE NACIONAL DE TRANSPORTE CENTRO DE CONTROLO E OPERAÇÃO

REDE DE DISTRIBUIÇÃO CENTRO DE CONTROLO E OPERAÇÃO O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 28

29 EU ELECTRICITY PRICES Source: Eurostat Energy Statistics

30 SHARE OF RENEWABLES IN GROSS FINAL ENERGY CONSUMPTION (EU)

31 EU ELECTRICITY PRICE EVOLUTION BY COMPONENT Source: Eurostat. Includes taxes in the case of households; excludes VAT and other recoverable taxes in the case of industry but other industry exemptions are not included (not available).

32 ESTRUTURA DOS PREÇOS DE ELECTRICIDADE EM MT, PORTUGAL, 2013 Fonte: ERSE

33 ESTRUTURA DOS PREÇOS DE LECTRICIDADE EM BTN, PORTUGAL, 2013 Fonte: ERSE

34 ESTRUTURA DOS PREÇOS DE ELECTRICIDADE, PORTUGAL, 2014 Fonte: ERSE

35 CO2 EMISSIONS DUE TO ELECTRICITY GENERATION, WORLD, 1990-2035 [Source:: IEA, World Energy Outlook 2013, New Policies Scenario] 20.000 18.000 16.000 14.000 42% 40% +17% % das emissões totais 41% Taxa de crescimento anual: 1990-2011: 2,7% 2011-2020: 0,9% (projecção) 2011-2035: 0,7% (projecção) 12.000 Mt 10.000 8.000 36% Gás natural Petróleo Carvão 6.000 4.000 2.000 0 1990 2011 2020 2035

ATMOSPHERIC CO2 CONCENTRATION O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 36

37 MITIGAÇÃO DA MUDANÇA CLIMÁTICA Redução das emissões de CO2 Electrificação crescente do consumo final Energias renováveis veis Eficiência energética Energia nuclear Carvão limpo (captura e sequestro do CO2) Gás s natural em cogeração Armazenamento de energia Automóvel eléctrico

38 REDE ELÉCTRICA INTELIGENTE (Smart Grid) Uso de inteligência e comunicações digitais combinadas, a fim de melhorar a operação das redes de transporte e distribuição. Soluções avançadas de contagem de energia, substituindo o vetusto contador electromecânico. Instalação de tecnologias, equipamentos e serviços que permitam aceder e utilizar a informação sobre o uso de energia, interactuar com os veículos eléctricos e escoar a produção renovável descentralizada.