: 2017/18 The Energetic Balance of a Country (cont.) Prof. Tânia Sousa taniasousa@tecnico.ulisboa.pt
2 Summarizing the energy flow considered for each individual fuel or energy type
Main flows considered in the energy transformation sector: Gás Natural 2016 provisório 22 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. 4 340 404 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 2 631 816 CONSUMO DO SECTOR ENERGÉTICO 7. 113 688 CONSUMO COMO MATÉRIA PRIMA 8. DISPONÍVEL PARA CONSUMO FINAL 9. 1 594 900 ACERTOS - 9 300 CONSUMO FINAL 10. 1 604 200 How do you obtain energy for final consumption? 3
Main flows considered in the energy transformation sector: Gás Natural 2016 provisório 22 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. 4 340 404 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 2 631 816 CONSUMO DO SECTOR ENERGÉTICO 7. 113 688 CONSUMO COMO MATÉRIA PRIMA 8. DISPONÍVEL PARA CONSUMO FINAL 9. 1 594 900 ACERTOS - 9 300 CONSUMO FINAL 10. 1 604 200 How do you obtain energy for final consumption? 4
Main flows considered in the energy transformation sector: Transformation of primary into secondary energies (consumption appears (+), production appears (-)) Energy sector s own use (e.g energy used for pumping, ilumination and heating) including transmission and distribution losses Consumption as raw material Energetic Oil Products that are also consumed as raw material: naphta 5
6 Energy Management Secondary energies considered: Carvão Petróleo Gás Natural Calor Resíduos não Renováveis Renováveis Sem 2016 provisório 3 = 1 + 2 21= 14 + 20 22 31 32 33 41 = 34 a 40 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. 2 847 742 9 156 991 4 340 404 2 175 170 208 012 2 955 374 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 2 832 498 78 235 2 631 816-2 571 539-1 410 367 118 093 1 919 357 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3-309 742 274 735 Hidrogénio 6.4 220 546 Petroquímica 6.5 66 720 6.6 2 832 498 184 347 1 231 140-1 969 504 103 650 455 884 Cogeração 6.7 136 910 1 180 130-602 035-1 410 367 14 443 1 188 738
7 Energy Management Secondary energies considered: Carvão Petróleo Gás Natural Calor Resíduos não Renováveis Renováveis Sem 2016 provisório 3 = 1 + 2 21= 14 + 20 22 31 32 33 41 = 34 a 40 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. 2 847 742 9 156 991 4 340 404 2 175 170 208 012 2 955 374 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 2 832 498 78 235 2 631 816-2 571 539-1 410 367 118 093 1 919 357 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3-309 742 274 735 Hidrogénio 6.4 220 546 Petroquímica 6.5 66 720 6.6 2 832 498 184 347 1 231 140-1 969 504 103 650 455 884 Cogeração 6.7 136 910 1 180 130-602 035-1 410 367 14 443 1 188 738
8 Energy Management Secondary energies considered: Example (natural gas, 2016): Gás Natural 2016 provisório 22 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 2 631 816 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3 Hidrogénio 6.4 220 546 Petroquímica 6.5 6.6 1 231 140 Cogeração 6.7 1 180 130 Cogeneration of the non-energetic sector is included here Cogeração 6.7 1 180 130 Produção de 6.7.1 Refinação de Petróleo 6.7.2 428 473 Gás de Cidade 6.7.3 Agricultura 6.7.4 4 703 Alimentação, bebidas e tabaco 6.7.5 87 427 Têxteis 6.7.6 113 474 Papel e Artigos de Papel 6.7.7 350 996 Químicas e Plásticos 6.7.8 47 179 Cerâmicas 6.7.9 28 939 Vidro e Artigos de Vidro 6.7.10 Cimento e Cal 6.7.11 3 364 Metalúrgicas 6.7.12 Siderurgia 6.7.13 Vestuário, Calçado e Curtumes 6.7.14 7 669 Madeira e Artigos de Madeira 6.7.15 Borracha 6.7.16 15 647 Metálo-eletro-mecânicas 6.7.17 2 313 Outras Indústrias Transformadoras 6.7.18 2 373 Indústrias Extrativas 6.7.19 14 316 Serviços 6.7.20 73 257
Conversion Processes 9 What are the main conversion processes?
Conversion Processes (Fossil Fuels) Oil Electricity Examples: chemical industry Electricity & Heat (Cogeneration) Coal Transportation Fuels (Refineries in Sines e Matosinhos) Non-energetic Materials (Refineries) Refinery, Sines Gas Electricity (Pego & Sines) Electricity (Tapada Outeiro, Ribatejo, Lares, Pego) Electricity & Heat (Cogeneration) Examples: paper industry CCTG Power Plant, Tapada Outeiro Coal Power Plant, Sines 10
Conversion Processes (Renewables) Biomass Electricity Total: 210 MW Electricity & Heat (Cogeneration) 416 MW Central Resíduos Florestais Mortágua 11
Conversion Processes (Renewables) Black Liquor Electricity & Heat (Cogeneration) Biodiesel Transportation Fuels Biogás Electricity (43 MW) Electricity & Heat (Cogeneration) Urban Waste Electricity (77 MW) Industrial Waste Paper industry Electricity & Heat (Cogeneration) Heat (Co-incineration) ValorSul, Lisboa Aterro Sanitário com aproveitamento Biogás, Portimão 12
Conversion Processes (Fossil Fuels) Oil Crude oil & intermediate products are consumed for: Fuels (Refineries) Non-energetic Materials (Refineries) Petróleo Bruto Refugos e Produtos Intermédios GPL Gasolinas Petróleos Jets Gasóleo Fuelóleo Nafta Petróleo Energético 2016 provisório 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 = 4 a 13 Produtos de Petróleo 6.3 14 033 508 37 371-256 046-2 777 381-168 -1 260 487-6 025 965-2 455 851-1 156 069 138 912 Lubrificantes Asfaltos Parafinas Solventes Outros Petróleo Não Energético Petróleo 2016 provisório 15 16 17 18 19 20 = 15 a 19 21= 14 + 20 Produtos de Petróleo 6.3-93 285-145 752-9 742-24 971-174 904-448 654-309 742 Hidrogénio Biocombustíveis 2016 provisório 24 40 Produtos de Petróleo 6.3 182 135 274 735 13
Conversion Processes (Fossil Fuels) Oil Crude oil & intermediate products are consumed for: Fuels (Refineries) Non-energetic Materials (Refineries) Petróleo Bruto Refugos e Produtos Intermédios GPL Gasolinas Petróleos Jets Gasóleo Fuelóleo Nafta Petróleo Energético 2016 provisório 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 = 4 a 13 Produtos de Petróleo 6.3 14 033 508 37 371-256 046-2 777 381-168 -1 260 487-6 025 965-2 455 851-1 156 069 138 912 Lubrificantes Asfaltos Parafinas Solventes Outros Petróleo Não Energético Petróleo 2016 provisório 15 16 17 18 19 20 = 15 a 19 21= 14 + 20 Produtos de Petróleo 6.3-93 285-145 752-9 742-24 971-174 904-448 654-309 742 Hidrogénio Biocombustíveis 2016 provisório 24 40 Produtos de Petróleo 6.3 182 135 274 735 14
Conversion Processes (Fossil Fuels) 15 Fueloil Fueloil is produced in the refineries Fuelóleo 2016 provisório 11 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. -1 881 131 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. -2 171 148 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3-2 455 851 Hidrogénio 6.4 Petroquímica 6.5 6.6 165 500 Cogeração 6.7 119 203
16 Energy Management Conversion Processes (Fossil Fuels) Fueloil Electricity Fuelóleo 2016 provisório 11 Fueloil Power Plant, Setúbal CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. -1 881 131 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. -2 171 148 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3-2 455 851 Hidrogénio 6.4 Petroquímica 6.5 6.6 165 500 Cogeração 6.7 119 203
17 Energy Management Conversion Processes (Fossil Fuels) Fueloil Electricity Electricity & Heat (Cogeneration) Fuelóleo 2016 provisório 11 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. -1 881 131 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. -2 171 148 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3-2 455 851 Hidrogénio 6.4 Petroquímica 6.5 6.6 165 500 Cogeração 6.7 119 203
18 Energy Management What is the mean efficiency in producing thermoelectricity? Carvão Petróleo Energético Gás Natural Calor Resíduos não Renováveis Renováveis Sem 2016 provisório 3 = 1 + 2 14 = 4 a 13 22 31 32 33 41 = 34 a 40 6.6 2 832 498 184 347 1 231 140-1 969 504 103 650 455 884 Meaning?
19 Energy Management What is the mean efficiency in producing thermoelectricity? Carvão Petróleo Energético Gás Natural Calor Resíduos não Renováveis Renováveis Sem 2016 provisório 3 = 1 + 2 14 = 4 a 13 22 31 32 33 41 = 34 a 40 6.6 2 832 498 184 347 1 231 140-1 969 504 103 650 455 884 Coal used to produce electricity Thermoelectricity produced with coal, oil, natural gas, biomass, urban waste and biogas
20 Energy Management What is the mean efficiency in producing thermoelectricity? Carvão Petróleo Energético Gás Natural Calor Resíduos não Renováveis Renováveis Sem 2016 provisório 3 = 1 + 2 14 = 4 a 13 22 31 32 33 41 = 34 a 40 6.6 2 832 498 184 347 1 231 140-1 969 504 103 650 455 884 Coal used to produce electricity Thermoelectricity produced with coal, oil, natural gas, biomass, urban waste and biogas η =?
21 What is the efficiency in producing electricity from urban waste in 2008? ValorSul 286 GWh Lipor 191 GWh ValorAmbiente 53 GWh What is the efficiency in producing electricity from coal? 286 191 53 3600GJ 25% 182765 41.87GJ ENERGETIC BALANCE TOE Coal Oil Natural Gas Thermoelec tricity Biomass Urban waste Biogas 2008 4 = 1 a 3 22= 15 + 21 23 35 40 41 44 Electricity 6.6 2 444 703 475 571 1 970 751-2 325 570 61 957 182 765 19 729
22 What is the efficiency in producing electricity from urban waste in 2008? ValorSul 286 GWh Lipor 191 GWh ValorAmbiente 53 GWh What is the efficiency in producing electricity from coal? The information in the PEB is not detailed enough to answer this question 286 191 53 3600GJ 25% 182765 41.87GJ ENERGETIC BALANCE TOE Coal Oil Natural Gas Thermoelec tricity Biomass Urban waste Biogas 2008 4 = 1 a 3 22= 15 + 21 23 35 40 41 44 Electricity 6.6 2 444 703 475 571 1 970 751-2 325 570 61 957 182 765 19 729
Efficiency in Electricity Generation 23 100 90 80 Efficiency (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 Hydro power plant Tidal power plant Large gas fired CCGT power plant Melted carbonates fuel cell (MCFC) Pulverised coal boilers with ultra-critical steam parameters Solid oxide fuel cell (SOFC) Coal fired IGCC Atmospheric Circulating Fluidised Bed Combustion (CFBC) Pressurised Fluidised Bed Combustion (PFBC) Large gas turbine (MW range) Steam turbine coal-fired power plant Steam turbine fuel-oil power plant Wind turbine Nuclear power plant Biomass and biogas Waste-to-electricity power plant Diesel engine as decentralised CHP unit (electrical share) Small and micro turbines (up to 100 kw) Photovoltaic cells Geothermal power plant Solar power tower
24 Energy Management What is the total amount of thermoelectricity? How is it obtained? Eólica Hidroeletricidade Fotovoltaica Geotérmica Termoeletricidade 2016 provisório 26 27 28 29 30 31 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756 2 175 170 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756-2 571 539-2 571 539 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3 Hidrogénio 6.4 Petroquímica 6.5 6.6 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756-1 969 504-1 969 504 Cogeração 6.7-602 035-602 035 CONSUMO DO SECTOR ENERGÉTICO 7. 760 237 CONSUMO COMO MATÉRIA PRIMA 8. DISPONÍVEL PARA CONSUMO FINAL 9. 3 986 472
25 Energy Management What is the total amount of thermoelectricity? How is it obtained? Eólica Hidroeletricidade Fotovoltaica Geotérmica Termoeletricidade 2016 provisório 26 27 28 29 30 31 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756 2 175 170 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756-2 571 539-2 571 539 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3 Hidrogénio 6.4 Petroquímica 6.5 6.6 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756-1 969 504-1 969 504 Cogeração 6.7-602 035-602 035 CONSUMO DO SECTOR ENERGÉTICO 7. 760 237 CONSUMO COMO MATÉRIA PRIMA 8. DISPONÍVEL PARA CONSUMO FINAL 9. 3 986 472
26 Energy Management What is the total amount of thermoelectricity? How is it obtained? What is the total amount of electricity available for final consumption? Eólica Hidroeletricidade Fotovoltaica Geotérmica Termoeletricidade 2016 provisório 26 27 28 29 30 31 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756 2 175 170 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756-2 571 539-2 571 539 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3 Hidrogénio 6.4 Petroquímica 6.5 6.6 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756-1 969 504-1 969 504 Cogeração 6.7-602 035-602 035 CONSUMO DO SECTOR ENERGÉTICO 7. 760 237 CONSUMO COMO MATÉRIA PRIMA 8. DISPONÍVEL PARA CONSUMO FINAL 9. 3 986 472
27 Energy Management What is the total amount of thermoelectricity? How is it obtained? What is the total amount of electricity available for final consumption? Eólica Hidroeletricidade Fotovoltaica Geotérmica Termoeletricidade 2016 provisório 26 27 28 29 30 31 CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA 5. 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756 2 175 170 PARA NOVAS FORMAS DE ENERGIA 6. 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756-2 571 539-2 571 539 Briquetes 6.1 Coque 6.2 Produtos de Petróleo 6.3 Hidrogénio 6.4 Petroquímica 6.5 6.6 1 454 206 1 072 779 70 722 14 756-1 969 504-1 969 504 Cogeração 6.7-602 035-602 035 CONSUMO DO SECTOR ENERGÉTICO 7. 760 237 CONSUMO COMO MATÉRIA PRIMA 8. DISPONÍVEL PARA CONSUMO FINAL 9. 3 986 472