Ecologia, Ambiente e Engenharia Elétrica Carlos Marcelo Pedroso http://www.eletrica.ufpr.br/pedroso
Introdução Ecologia, Ambiente e Engenharia Elétrica Programa detalhado Critérios de Avaliação Participação nas atividades (peso 3) 75% de presenças é obrigatório Apresentação de seminário (peso 7) Nesta apresentação: todas os dados retirados do anuário estatístico do Ministério de Minas e Energia, exceto quando citado
OFERTA INTERNA DE ENERGIA NO MUNDO POR FONTE 1973 / 2005 - % 1973 6.128 10 6 tep Outras 0,1% Carvão Mineral 24,4% Petróleo 46,2% Fontes Renováveis 10,6% 2005 Hidráulica 1,8% 11.435 10 6 tep Nuclear 0,9% Gás Natural 16,0% Outras 0,5% Carvão Mineral 25,3% Petróleo 35,0% Fontes Renováveis 10,0% Hidráulica 2,2% Nuclear 6,3% Gás Natural 20,7%
OFERTA INTERNA DE ENERGIA NO MUNDO POR REGIÃO 1973 / 2005 - % 2005 11.435 10 6 tep 6.128 10 6 tep 1973 China 15,2% Ásia (exceto China) 11,2% América Latina 4,4% África 5,3% Bunker Marítimo 1,5% OECD 48,5% Ásia (exceto China) 5,6% América Latina 3,7% África 3,5% Bunker Marítimo 1,9% Europa (exceto OECD) 0,9% Antiga União Soviética 8,6% Oriente Médio 4,4% China 7,1% Europa (exceto OECD) 1,6% Antiga União Soviética 14,2% Oriente Médio 1,1% OECD 61,3%
100 80 ENERGIA E POPULAÇÃO NO MUNDO 2004 % 5,2 4,3 9,2 13,7 5,8 11,5 10,1 7,0 ÁFRICA AMÉRICAS SUL&CENTRAL 60 0,9 14,5 8,7 4,3 0,6 13,7 13,4 32,2 ÁSIA EXC. CHINA 40 12,8 20,5 CHINA 20 49,1 34,4 0,9 2,9 4,5 18,3 EUROPA Ñ OECD RUSSIA ANTIGA ORIENTE MÉDIO OECD 0 DEMANDA PRODUÇÃO POPULAÇÃO 11.223 Mtep 11.213 Mtep 6.352 Mhab
EMISSÕES DE CO 2 2004 MUNDO milhões t 14.000 12.000 12.911 Emissões mundiais de CO 2 = 26.583 Mt 10.000 8.000 6.000 4.769 4.000 2.313 2.499 2.000 1.183 265 907 814 922 0 OECD ORIENTE MÉDIO RUSSIA ANTIGA EUROPA NÃO OECD CHINA ASIA AMÉRICAS SUL&CENTRAL ÁFRICA BUNKER
OS 5 MAIS EM ENERGIA, POPULAÇÃO E EMISSÕES 2004 % 100 80 OUTROS 52 49 52 OUTROS OUTROS OUTROS 47 OUTROS 48 60 40 ÍNDIA AR.SAUDITA RUSSIA 4 5 10 JAPÃO ÍNDIA RUSSIA CHINA 5 5 6 14 BRASIL ÍNDONÉSIA USA ÍNDIA 3 3 5 17 ALEMANHA RUSSIA JAPÃO CHINA 4 5 6 13 ALEMANHA ÍNDIA JAPÃO CHINA 3 4 5 18 20 CHINA 14 USA 15 USA 21 CHINA 21 USA 25 USA 22 0 PRODUÇÃO DEMANDA(OIE) POPULAÇÃO ELETRICIDADE EMIS. CO 2 11.213 Mtep 11.223 Mtep 6.352 Mhab 15.985 TWh 26.583 Mt
DADOS MUNDIAIS DE PETRÓLEO 2005 % 100 80 8,6 8,6 3,3 9,5 9,9 12,1 5,8 29,1 AMÉRICAS SUL & CENTRAL ÁSIA PACÍFICO 60 31,0 3,4 7,0 ÁFRICA ORIENTE MÉDIO 40 61,9 24,7 EUROPA 21,6 20 0 30,2 11,7 16,8 5,0 RESERVAS PRODUÇÃO CONSUMO AMÉRICA NORTE 1.201 Gbbl 81.088 kbbl/d 82.459 Kbbl/d
100 80 DADOS MUNDIAIS DE GÁS G S NATURAL 2005 % 3,9 4,9 4,5 8,3 13,0 14,8 8,0 5,9 2,6 10,6 9,1 AMÉRICAS SUL&CENTRAL ÁSIA PACÍFICO ÁFRICA ORIENTE MÉDIO 60 40,1 38,4 40,8 EUROPA 40 20 35,6 27,2 28,2 AMÉRICA NORTE 0 4,1 RESERVAS PRODUÇÃO CONSUMO 179,8 Tm 3 2.763 Mm 3 2.750 Mm 3
DADOS MUNDIAIS DE ENERGIA HIDRÁULICA 2005 % 100 18,1 14,9 20,7 AMÉRICAS SUL & CENTRAL 80 60 40 2,0 32,5 12,1 3,0 0,6 25,4 32,4 3,0 0,6 25,2 28,2 ÁSIA PACÍFICO ÁFRICA O. MÉDIO & OCEANIA EUROPA 17,2 20 18,1 23,7 22,4 AMÉRICA NORTE 0 POTENCIAL(2002) CAPAC. INSTALADA GERAÇÃO 15.900 TWh 832 MW 2.935 MWh
DADOS MUNDIAIS DE CARVÃO MINERAL 2005 % 100 2,2 1,6 0,7 AMÉRICAS SUL&CENTRAL 80 32,7 57,0 56,3 ÁSIA PACÍFICO 60 0,0 5,6 40 31,6 0,0 4,9 3,4 0,3 15,1 18,3 ÁFRICA ORIENTE MÉDIO EUROPA 20 28,0 21,3 21,0 AMÉRICA NORTE 0 RESERVAS PRODUÇÃO CONSUMO 909,1 Gt 2.887 Mt 2.930 Mt
Matriz Energética Mundial Fonte: Agência Internacional de Energia
Matriz Energética Brasileira Energia Primária: fontes fornecidas pela natureza em sua forma direta (ex. petróleo, gás natural, carvão mineral, energia hidráulica, lenha, etc.) Energia Secundária: transformada a partir de fontes secundárias (ex. disel, gasolina, eletricidade) Centros de transformação: locais onde a energia primária é convertida em secundária.
Matriz Energética Brasileira Fonte: Resenha Energética Brasileira Ministério de Minas e Energia - 2007
Matriz de oferta de energia elétrica Fonte: Resenha Energética Brasileira Ministério de Minas e Energia - 2007
FATOR DE UTILIZAÇÃO DA CAPACIDADE INSTALADA DE GERAÇÃO ELÉTRICA PÚBLICAP 0,70 0,60 y = 0,0007x + 0,52 HDRO 0,50 0,40 0,30 TERMO S.PÚBLICO S/NUCLEAR Linear (HDRO) 0,20 0,10 0,00 y = 0,0018x + 0,1902 Linear (TERMO S.PÚBLICO S/NUCLEAR) 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
FATOR DE UTILIZAÇÃO DA CAPACIDADE INSTALADA DE GERAÇÃO ELÉTRICA PÚBLICAP 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 y = 0,0009x + 0,4818 TOTAL SERVIÇO PÚBLICO NUCLEAR 0,30 0,20 0,10 Linear (TOTAL SERVIÇO PÚBLICO) 0,00 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
POTENCIAL HIDRELÉTRICO BRASILEIRO POR REGIÃO - 2006 Norte P: 111,0 GW 42,7% C.I: 9,3 GW 12,7% OPERAÇÃO: 8,4% CONSTRUÇÃO: 1,0% Nordeste P: 25,0 GW 10,0% C.I: 10,9 GW 14,9% OPERAÇÃO: 42,0% CONSTRUÇÃO: 2,3% Legenda P: potencial C.I: capacidade instalada P e C.I: % do Brasil Op.&Cons.: % da Região Centro-Oeste P: 35,3 GW 13,6% C.I: 9,9 GW 13,5% OPERAÇÃO: 28,1% CONSTRUÇÃO: 2,7% Total Brasil P: 260,1 GW C.I: 73,4 GW Sul P: 43,1 GW 16,6% C.I: 20,0 GW 27,2% OPERAÇÃO: 46,3% CONSTRUÇÃO: 3,5% Sudeste P: 44,6 GW 17,2% C.I: 23,3 GW 31,7% OPERAÇÃO: 52,2% CONSTRUÇÃO: 1,9%
CAPACIDADE INSTALADA DE GERAÇÃO ELÉTRICA POR REGIÃO 2006 Norte C.I.T: 12,6 GW 13,0% HIDRO: 9,3 GW 12,7% TERMO: 3,2 GW 15,4% Nordeste C.I.T: 14,3 GW 14,8% HIDRO: 10,9 GW 14,9% TERMO: 3,3 GW 15,8% EÓLICA: 0,1 GW 29,0% Centro-Oeste C.I.T: 11,4 GW 11,8% HIDRO: 9,9 GW 13,5% TERMO: 1,5 GW 7,1% Sudeste C.I.T: 34,8 GW 36,0% HIDRO: 23,3 GW 31,7% TERMO: 9,5 GW 45,5% EÓLICA: 0,0 GW 0,4% NUCLEAR: 2,0 GW 100% Legenda C.I.T: capacidade instalada total %: do Brasil Total Brasil C.I.T: 96,6 GW Hidro: 73,4 GW Termo: 21,0 GW Nuclear: 2,0 GW Eólica: 0,2 GW Sul C.I.T: 23,5 GW 24,3% HIDRO: 20,0 GW 27,2% TERMO: 3,4 GW 16,2% EÓLICA: 0,2 GW 70,6%
OFERTA INTERNA DE ENERGIA ELÉTRICA POR ORIGEM (TWh) 500 400 IMPORTAÇÃO 300 AUTOPRODUTORES 200 100 CENTRAIS EL. SERV. PÚBLICO 0 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
OFERTA INTERNA DE ENERGIA ELÉTRICA POR FONTE (TWh) 500 HIDRÁULICA 400 OUTRAS 300 URÂNIO 200 CARVÃO MINERAL GÁS NATURAL 100 0 DERIVADOS DE PETRÓLEO 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
CONSUMO FINAL DE ELETRICIDADE POR SETOR (TWh) 400 RESIDENCIAL 300 COMERCIAL E PÚBLICO 200 TRANSPORTES 100 AGROPECUÁRIO INDUSTRIAL E ENERGÉTICO 0 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
Fontes de Energia Renovável Hidráulica Produtos da cana de açúcar Lenha e carvão vegetal
Energia hidráulica Criação do sistema após seca entre 1951 e 1956 (capacidade instalada então de 3500MWh) Criação da barragem de furnas Margem de segurança de barragens dimensionada para 5 anos de estiagem Integração de linhas de transmissão para compensar regimes de chuvas irregulares no território nacional Problema ambiental: grandes áreas alagadas
OFERTA INTERNA DE BIOENERGIA (% - dados em tep) 100% 80% OUTRAS PRIMÁRIAS 60% PRODUTOS DA CANA 40% 20% LENHA E CARVÃO VEGETAL 0% 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
Energia não renovável Fonte: Resenha Energética Brasileira Ministério de Minas e Energia - 2007
MATRIZ DE OFERTA DE ENERGIA RENOVÁVEL VEL 2006 (%) HIDRÁULICA E ELETRICIDADE 33% OUTRAS RENOVÁVEIS 7% 101,9 milhões tep (45,1% da OIE BR, de 226,1 milhões tep) PRODUTOS DA CANA 32% LENHA E CARVÃO VEGETAL 28%
Energias não renováveis Principais: Petróleo e gás Carvão
Produção de petróleo (fonte: ANP)
Consumo de petróleo (fonte ANP)
PRODUÇÃO E CARGA PROCESSADA DE PETRÓLEO (Brasil) (milhões de m 3) 120 100 80 PRODUÇÃO 60 40 CARGA PROCESSADA 20 0 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
RESERVAS DE PETRÓLEO E PRODUÇÃO POR UF (2006) Amazonas R: 15,4 10 6 m³ (0,8%) P: 2,1 10 6 m³ (2,1%) Ceará R: 11,9 10 6 m³ (0,6%) P: 0,6 10 6 m³ (0,6%) Rio Grande do Norte R: 54,5 10 6 m³ (2,8%) P: 3,8 10 6 m³ (3,8%) Legenda R: reservas provadas P: produção % : sobre o BR Totais Brasil R: 1.936,6 10 6 m³ P: 100,2 10 6 m³ Paraná R: 1,0 10 6 m³ (0,1%) P: 0,5 10 6 m³ (0,5%) Santa Catarina R: 1,1 10 6 m³ (0,1%) Bahia R: 38,8 10 6 m³ (2,0%) P: 2,5 10 6 m³ (2,5%) Sergipe R: 42,1 10 6 m³ (2,2%) P: 2,3 10 6 m³ (2,3%) São Paulo R: 3,8 10 6 m³ (0,2%) P: 0,1 10 6 m³ (0,1%) Alagoas R: 1,9 10 6 m³ (0,1%) P: 0,5 10 6 m³ (0,5%) Espírito Santo R: 214,1 10 6 m³ (11,0%) P: 3,6 10 6 m³ (3,6%) Rio de Janeiro R: 1.552,0 10 6 m³ (80,0%) P: 84,2 10 6 m³ (84,0%)
CAPACIDADE INSTALADA DE REFINO POR UF (2006) Ceará CI: 6,9 10³ b/d (0,3%) Amazonas CI: 45,9 10³ b/d (2,3%) Bahia CI: 323,0 10³ b/d (16,0%) Legenda CI : capacidade instalada % : sobre o BR Total Brasil CI: 2.017 10³ b/d Paraná CI:188,7 10³ b/d (9,4%) Rio Grande do Sul CI:205,7 10³ b/d (10,2%) São Paulo CI: 839,6 10³ b/d (41,6%) Minas Gerais CI: 150,9 10³ b/d (7,5%) Rio de Janeiro CI: 256,0 10³ b/d (12,7%)
ESTRUTURA DE REFINO (% - dados em tep) 100% OUTROS 80% QUEROSENE 60% NAFTA GLP 40% 20% ÓLEO COMBUSTÍVEL GASOLINA 0% DIESEL 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
Etanol Álcool etílico ou etanol Produzido a partir da cana de açucar Gráfico com preço do barril do petroleo Dados sobre produção do etanol no Brasil Diminui a dependência do Brasil de derivados do petroleo. Cana de açucar: série histórica - centro nacional de referência em biomassa cenbio
USOS DE PRODUTOS DA CANA (milhões tep) 35 30 25 20 15 10 5 0 PERDAS OUTROS USOS NÃO- ENERGÉTICO PRODUÇÃO DE ÁLCOOL PRODUÇÃO DE AÇÚCAR TRANSPORTE 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
USOS DO BAGAÇO O DE CANA (milhões tep) 30 25 OUTRAS INDÚSTRIAS 20 15 10 GERAÇÃO ELÉTRICA PRODUÇÃO DE AÇÚCAR 5 PRODUÇÃO DE ÁLCOOL 0 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006
Energia nuclear Angra 1 e 2 Angra 3 em construção Problemas ambientais Risco de acidentes O que fazer com o lixo reprocessamento gera plutônio armazenamento é muito caro e a meia vida do material é muito longa