ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHEIROS ELETRICISTAS RJ Plano Nacional de Energia 2030
REPRESENTAÇÃO PROFISSIONAL ATUAL Jorge Luiz Bitencourt da Rocha MsC em Engenharia Elétrica Engenheiro Eletricista e Operacional Eletrônico Presidente da ABEE-RJ Chanceler do CREA-RJ Coordenador da Comissão de Relações Institucionais CREA-RJ Coordenador Adjunto da Câmara de Engenharia Elétrica CREA-RJ Conselheiro e Membro da Divisão Técnica de Formação do Engenheiro Clube de Engenharia Coordenador de Pós-graduação de Engenharia EaD da UNISOCIESC Professor de Instituições de Ensino Superior entre elas USU
Prof. Eng. Jorge Bitencourt jorge.bitencourt@crea-rj.org.br
Agradecimentos Primeira Parte EPE Segunda Parte PNE2030 Terceira Parte Reflexões Considerações Finais
Primeira Parte EPE Empresa de Pesquisa Energética NBome Um país sem Engenharia Forte é uma Nação submissa!
Legislação envolvendo a EPE Lei n 10.847 16/03/2004 Autoriza a criação da Empresa de Pesquisa Energética EPE Lei n 10.848 16/03/2004 Dispõe sobre a comercialização de energia elétrica e dá outras providências Decreto n 5.163 30/07/2004 Regulamenta a Lei n 10.848 Decreto n 5.175 09/08/2004 Cria o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico CMSE Decreto n 5.177 12/08/2004 Dispõe sobre a organização, as atribuições e o funcionamento da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica CCEE Decreto n 5.184 16/08/2004 Cria a Empresa de Pesquisa Energética EPE
Sobre a EPE Empresa pública, vinculada ao Ministério de Minas e Energia. Iniciou suas operações de fato em 02/01/2005. É responsável pelos estudos de planejamento do setor energético, envolvendo energia elétrica, petróleo, gás, fontes renováveis, geração nuclear e a carvão, eficiência energética e etc.
Papel da EPE no processo de planejamento Política e Diretrizes Energéticas Política e Diretrizes Setoriais Plano de Longo Prazo Plano Decenal de Expansão Informações para o Monitoramento Programa de Estudos Programa de Licitações Recursos Energéticos Potencial Hidrelétrico Estudos Ambientais Tecnologia da Energia Sistema de Informações Balanço Energético Matriz Energética Eficiência Energética 8
Principais relações institucionais da EPE GOVERNO Conselho Nacional de Política Energética (CNPE) Ministério de Minas e Energia (MME) Outros ministérios afins (Transportes, Ciência Tecnologia Inovação, Meio Ambiente, Agricultura, Planejamento) Agências de regulação (ANEEL, ANP, ANA) Comitê de Monitoramento do Sistema Elétrico (CMSE) Órgãos de licenciamento ambiental Secretarias de Estado na área de energia 9 governo MERCADO Operador Nacional do Sistema (ONS) Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) Concessionárias de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica Produtores independentes e comercializadores de energia elétrica Empresas de petróleo Distribuidoras de gás Outras empresas de energia Empresas de consultoria Instituições de ensino e pesquisa Agentes de financiamento do investimento Associações representativas dos consumidores de energia Organizações não-governamentais
Segunda Parte PNE 2030 NBome Relatório final disponível em <http://www.abee-rj.com/>
PNE 2030 O Que é Conjunto de estudos que compreende análises e pesquisas prospectivas, realizadas com o objetivo formular uma estratégia para a expansão da oferta de energia no país, segundo uma perspectiva de longo prazo para o uso integrado e sustentável dos recursos disponíveis e tendo como horizonte o ano 2030 Período de realização Números 84 notas técnicas 36 49 especialistas consultados 10 técnicos envolvidos seminários temáticos Realização
Aspectos metodológicos Módulo macroeconômico, que compreendeu a formulação de cenários de longo prazo para a economia mundial e nacional; Módulo de demanda, que compreendeu o estabelecimento de premissas setoriais, demográficas e de conservação de energia resultando nas projeções do consumo final de energia; Módulo de oferta, que compreendeu, principalmente, estudo dos recursos energéticos, envolvendo aspectos relacionados à tecnologia, a preços, ao meio ambiente, à avaliação econômica da competitividade das fontes e dos impactos da regulação, permitindo a formulação de alternativas para a expansão da oferta frente a uma evolução esperada da demanda; Estudos finais, que compreenderam a integração dos estudos de oferta e de demanda, inclusive a reavaliação das projeções iniciais de consumo dos energéticos, vis-à-vis aspectos de natureza política, estratégica, institucional e de segurança energética, que culminaram com as projeções finais de consumo e de oferta interna de energia.
PNE 2030: Modelos de Cálculo Utilizados Aspectos metodológicos
Metodologia geral do PNE 2030 Produção 4 Petróleo 3 Consumo Módulo Macroeconômico Gás Outras fontes de produção de eletricidade Biomassa da Cana 6 5 Derivados (Refino) Eletricidade 2 Residências Indústria Transporte Serviços Agropecuária Setor público 1 Cenários Mundiais Cenários Nacionais Crescimento Demográfico Outras fontes primárias
Cenários nacionais Potencialidades/Obstáculos Potencialidades Instituições e estabilidade macroeconômica em processo de consolidação; Grande mercado interno com elevado potencial de crescimento; Abundância de biodiversidade e de recursos naturais; Fatores de produção competitivos; Diversidade cultural e étnica. Obstáculos Necessidade de expansão da infraestrutura (transportes, energia, telecomunicações, etc.); Concentração excessiva da renda e relevantes desigualdades regionais; Fatores de produção com baixa competitividade (baixa qualificação da mão-de-obra, atraso tecnológico em vários setores da economia, etc.); Elevado custo do capital e mercado de crédito de longo prazo pouco desenvolvido; Conflitos federativo e institucionais não equacionados adequadamente.
Cenários Nacionais: Idéias força 2015 17
Caracterização dos Cenários Nacionais
Taxa Média de Crescimento do PIB - Período 2005-2030
Cenários nacionais do Crescimento Setorial Taxas médias de crescimento no período 2005-2030
Brasil - Crescimento Demográfico
Contexto Energético Evolução do contexto energético moldará a ambiência na qual os agentes do setor irão atuar e políticas estratégicas. O caso do petróleo é emblemático. Principais condicionantes da matriz energética brasileira ao final do horizonte de estudo do PNE 2030 são os preços internacionais do petróleo e do gás natural, os impactos ambientais e o desenvolvimento tecnológico. Evolução do preço do petróleo considerado no PNE 2030 reflete o aumento da demanda mundial de derivados, em especial da China e dos EUA, a capacidade de produção da OPEP, além de situações políticas.
Evolução dos Preços Internacionais do Petróleo Brent
Preços Internacionais do Gás Natural
Meio ambiente www.crea-rj.org.br www.confea.org.br
projeções do consumo final de energia PIB e Energia. Taxas Médias de Crescimento
As tendências gerais consideradas no PNE 2030 Aumento da eletrificação; Maior penetração do gás natural, em substituição ao óleo combustível, principalmente na indústria; Maior penetração dos combustíveis líquidos renováveis (etanol e biodiesel) em substituição a derivados do petróleo, usados principalmente nos setores agropecuário e de transportes; Crescimento do uso do carvão mineral, como reflexo, principalmente, da expansão do setor siderúrgico; Crescimento residual da lenha e do carvão vegetal, como evidência do virtual esgotamento do processo de substituição ocorrido no final do século passado e limitado aos usos cativos e controlados desses energéticos, respectivamente.
Projeções do Consumo Final de Energia
Cresce expressivamente o consumo de energia 500 milhões de tep 482,8 400 300 CRESCIMENTO DO CONSUMO 1970-2005 3,3% ao ano 2005-2030 3,7% ao ano 200 195,9, 100 0 62,1 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030
Evolução do consumo energia setorial (Cenário B1) (milhares de tep)
Evolução da Matriz Energética Brasileira Cana-de-açúcar consolida-se como segundo energético mais importante. Cresce a participação do gás natural 2010 2030 7% 14% 18% 29% 35% 6% 14% 13% 14% 3% 7% 16% Os gráficos indicam a evolução da oferta interna de energia. Fontes: Balanço Energético Nacional e estudos da EPE Elaboração: EPE 31
BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL ano base 2013 Oferta Interna de Energia Elétrica por Fonte
10 6 tco 2 ; 10 6 tep Emissões de CO 2 do setor energético Reverte-se a tendência de crescimento das emissões específicas (tco 2 /tep) tco 2 /tep 1.000 750 2,000 1,875 Fontes mais emissoras 2005 2010 2030 Óleo diesel 31,5% 28,6% 28,0% Carvão mineral(*) 12,9% 15,1% 15,2% Gasolina 12,1% 9,8% 10,5% Gás natural 11,4% 15,7% 17,3% (*) inclui coque de carvão mineral 500 1,750 250 0 2005 2010 2020 2030 1,625 1,500 Setores mais emissores 2005 2010 2030 Transporte 41,9% 36,8% 37,0% Indústria 35,1% 35,1% 35,2% Energia elétrica 5,8% 10,3% 10,5% Setor energético 6,7% 8,2% 7,4% Emissões específicas Emissões Oferta de energia Emissões... milhões de toneladas de CO 2 Oferta de energia... milhões de tep Emissões específicas... tco 2 /tep Elaboração: EPE 33
Petróleo Consolida-se a auto-suficiência Produção doméstica de petróleo Balanço produção consumo Desenv recursos não-descobertos (F50) 3,5 Desenv recursos não-descobertos (F95) 3,5 3,0 Desenv recursos não-descobertos (considerando blocos licitados até 7a rodada) Exploração reservas provadas 3,0 2,5 Produção 2,5 Produção 2,0 2,0 Consumo 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 0,0 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Obs.: valores em milhões de barris por dia Elaboração EPE
Gás Cresce expressivamente a produção doméstica Produção doméstica de gás natural Desenv recursos não-descobertos (F50) 300 Desenv recursos não-descobertos (F95) Desenv recursos não-descobertos (Plano Decenal) Utilização das reservas 250 Desenv reservas provadas Produção 1.450 em bilhões de m 3 200 150 100 50 Obs.: valores em milhões de m3 por dia Elaboração EPE 306 1.270 5.200 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030
Cana-de-açúcar Expande a produção e a produtividade Produção Doméstica de Cana Produtividade Área (10 6 ha) 14 Produção (10 6 t/ano) 1.200 t/ha 12 Área plantada 1.000 82 10 Produção de cana 800 8 78 6 600 77 4 400 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Elaboração: EPE 2005 2015 2030 36
Cana de açúcar - Aumenta o uso da cana como energético 10 6 m 3 /ano Balanço Produção-Consumo de Etanol Exportação de etanol 10 6 m 3 /ano % da produção 15 30% 70 60 Produção Consumo 10 20% 50 5 10% 40 Exportação % da produção 30 20 10 0 1990 2000 2010 2020 2030 0 0% 2005 2010 2020 2030 Energia elétrica Potência (MW) disponível para a rede elétrica 6.571 1.821 56 2005 2015 2030
País na rota internacional da evolução do consumo de eletricidade Consumo e PIB per capita 20.000 18.000 16.000 14.000 Canada kwh/hab 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 Chile Brasil Brasil 2030 Portugal Argentina Espanha Grécia França Alemanha Reino Unido Itália EUA 0 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 US$ [2000]/hab
Reduz-se a participação da hidroeletricidade na rede Acréscimo de potência 2005-2030 MW Potência Instalada 2005 MW 2005 Hidro 88.200 Hidro 68.600 Termo 14.950 Nuclear 2.002 Outras renováveis 854 Gás 12.300 Nuclear 5.345 Carvão 4.600 Outras termo 700 TOTAL 86.406 Obs.: inclui metade de Itaipu exclui autoprodução e importação 2010 91% Hidráulica (*) Gás Nuclear 2030 PCH 7.000 Eólica 4.653 Biomassa cana 6.515 RSU e outras 1.300 Carvão Outras renováveis Outras não-renováveis TOTAL 130.113 (*) inclui importação e PCH Exclusive autoprodução 81% 78% Importante: repartição refere-se à geração e não à potência instalada
Balanço de energia elétrica 2030 (TWh) Ranking por fonte (inclui autoprodução) Demanda potencial 1.306,6 109,1 Conservação 109,0 9,1 Demanda total (*) 1.197,6 100,0 Renováveis 1.009,9 84,3 1. Hidráulica (**) 820,7 62,8% 2. Conservação 109,0 8,3% 3. Resíduos industriais 97,8 7,5% 4. Gás 92,1 7,1% 5. Alternativas 91,5 7,0% 6. Nuclear 51,6 3,9% 7. Carvão 31,4 2,4% 8. Outras não renováveis 12,5 1,0% TOTAL 1.306,6 100% 4,3% 2,6% 1,0% 7,7% Hidro (**) 820,7 68,5 4,2% Renováveis excluisve hidro 189,3 15,8 8,2% 71,9% Não renováveis 187,6 15,7 Repartição considerando a demanda total (*) inclui perdas (**) inclui importação, exclui PCH Hidráulica (inclui PCH) Resíduos industriais Outras renováveis Gás natural Nuclear Carvão Outras não-renováveis
Terceira Parte Considerações e Reflexões NBome Uma nação só se torna soberana se detém, domina e produz tecnologia. Para tal necessitamos de engenheiros aptos e capacitados
Fluxo de Energia Elétrica - BEN 2014 / ano base 2013
Estrutura de Consumo de Eletricidade
Custos por matriz energética Além do potencial de produção e a probabilidade de crescimento das reservas, o aspecto de custo também tem grande influência na composição da matriz energética de um país, e, portanto, no balanço energético. Para efeito comparativo, pode-se verificar o custo por MWh para cada fonte de energia: Custo de Geração (US$ / MWh) - W.C Turkenburg Utrecht university,2003
Energia Hidráulica - Capacidade de Produção x Demanda Em 2030, estima-se um consumo de energia elétrica entre 950 e 1.250 TWh/ano, sendo que o consumo atual situa-se em torno de 405 TWh (ANEEL, 2006). Essa diferença exigirá investimentos pesados na expansão da oferta de energia elétrica. No caso deste fornecimento ser realizado por usinas hidrelétricas, mesmo com uma instalação adicional de 120 mil MW, o que eleva para 80% o uso do potencial, ainda assim poderia não ser suficiente para atender a demanda em 2030
Reflexões Se for levado em conta um cenário para custo de exploração de Urânio entre U$ 40 e U$ 80/kg tem-se um potencial de 17500 MW em usinas para geração nuclear e a instalação de até 17 unidades. Projeção das necessidades de energia por matriz energéticas
Reflexões Observa-se um balanço negativo na energia hidroelétrica no ano de 2020, sendo que nesse estágio, 80% do potencial de geração provavelmente já estará sendo utilizada e restrições ambientais não permitirão o uso pleno dos 20% restantes. Para suprir essa deficiência, a partir de 2020 outras matrizes energéticas poderão aumentar a participação no quadro de geração de eletricidade. Dois momentos: a) gás natural como recursos de geração em termoelétricas. As ações ainda necessárias para o desenvolvimento do mercado de gás natural são: Investimentos em infraestrutura de transporte, como gasodutos e centrais de liquefação. Investimentos em construção de unidades de processamento de gás natural (UPGN). b) a partir do ano de 2020, assim que a tecnologia de geração via fonte eólica e solar apresentarem maior maturidade e menor custo, a entrada em maior participação dessas matrizes energéticas é imprescindível: o custo de geração elétrica via energia eólica - 33 U$/kWh; o custo da energia solar - 38 U$/kWh
Considerações Finais A soberania de uma nação depende do desenvolvimento científico e tecnológico. Uma nação só se torna soberana se detém, domina e produz tecnologia. Para tal necessitamos de engenheiros aptos e capacitados. A formação do Engenheiro deve capacitar para a inovação, pesquisa aplicada e aprender a aprender.
MUITO OBRIGADO! NBome ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHEIROS ELETRICISTAS RJ