Ildo Luís SauerProfessor Titular do Instituto de Eletrotécnica e E nergia da USP

São Paulo, Agosto de 2007

Energia e Estado:

O novo debate

2

Roteiro

• Introdução

• Biocombustíveis: a teoria das vantagens comparativa s duzentos anos depois

• As “velhas energias” e o espectro das reformas liber ais

• Aquecimento global: Ciência e interesses do Estado

3

Introdução

4

AeolipileHeron de Alexandria (70 A.C. – 10 A.C.)

Fonte: Smith College History of ScienceMuseum of Ancient Inventions

5

• A “amiga dos mineiros” – Savery (1698).• Newcomen aperfeiçoou o engenho de Savery, permitindo su a aplicaçãocom sucesso (1712)

– Acima, uma máquina de Newcomen originalmente (1760) instalada em Fairbottom -Ashton under Lyne (UK) e atualmente em exposição no Henry Ford Museum (EUA)

Fonte: ashton-under-lyne.com

6

Máquina a vapor de James Watt (1769)

Este exemplar está instalado no lobby da Superior Technical School of Industrial Engineers of the UPM , emMadri.

Fonte: Wikipedia

7

Turbina a gás Siemens

Montagem

Fonte: Siemens Pressebild

8A massa que o Sol perde irradiando energia é de aproximadamente 1,34x1017 kg ou 134 trilhões de toneladas/dia.

9

Radiação de fundo3 K

Fotosfera 6.000 K

Biosfera223 < T< 291 K

Núcleo ≈5.000 K

SOL TERRA PLUTÃO

Termosfera150 < T< 1.000 K

Núcleo15.000.000 K

Superfície de Plutão35 < T < 45 K

10

Ciência

Tecnologia

Forma de representar a produção

Instituições

A dissolução das relações sociais

11

Vínculos históricos das transições na matriz energética mundial

Sociedades antigasFeudalismo

Mercantilismo

1ª RevoluçãoIndustrial

2ª RevoluçãoIndustrial

Reestruturaçãokeynesiana

Ultraliberalismo

Madeira

Carvão

Energia hidrelétrica

Petróleo

Gás natural

Energia nuclear

12

Custo de desenvolvimento de novas reservas de petróleo, incluindo avanço tecnológico

Fonte: Agência Internacional de Energia “Resources to Reserves”, 2005

US$/bbl real 2004

Bilhões bbl

Águas profundas

Águas ultraprofundas

Ártico

Jáproduzidos

Outros

convencio

naisOPEP/Oriente

Médio

Óleo pesadoBetume

Xisto betumino

soR

P

A

Inclui custos de mitigação de CO2

(CO2

neutro comparado ao convencional

Requerimentos acumulados para

2030, segundo WEO

13

Evolução da Intensidade energética: países industrializados, em desenvolvimento e Brasi l

Fonte: World Energy Council, Survey of Energy Resources, London, 1992, apud Kaya & Yokobori, 1997

1 TEP = 11,6279 MWh (IEA, 2002)

1 TEP = 12,5 MWh (BEN, 2002)

TEP/ US$ 1.000

Reino Unido

EUA

Rep. Fed. Alemanha

França

Japão

Brasil

Subdesenvolvidos

14

Consumo individual de energia

Fonte: UNESCO Courier

15

Biocombustíveis

A teoria das vantagens comparativas duzentos anos d epois

16Fonte: White House

17

18

Consumo mundial de energia em 2005

Radiação solar anual absorvida pela Terra

Reservas mundiais de carvão

Reservas mundiais de gás natural

Reservas mundiais de petróleo

Reservas mundiais de urânio

Elaborado com dados das seguintes fontes:BP Statistical Review 2005

Energia Solar - Wolfgang PalzAgência Internacional de Energia Atômica (*) estimativa

Recursos e consumo mundial de energia

19

Balanço da radiação solar na Terra

20

A fotossíntese no globo

Fonte: Goddard Space Flight Center

21

David Ricardo (1772 – 1823)

• A renda diferencial

Fonte: "The Warren J. Samuels Portrait Collection at Duke University."

22

Produtividade industrial de etanol no mundo

23

Área necessária para a substituição de todo o petróleo consumido (volume)

Fonte: consumo de petróleo – British Petroleum; área agricultável – FAO apud MME, 2006.Produtividade média para biocombustíveis – 3.000 litros/hectare

Consumo Área necessária

para biocombustível

Área agricultável

% da área agricultável

necessária para biocombustível

Área superficial total do país

% da área total do país

necessária para biocombustível

País

103 barris/dia

Bilhões litros/ano

103 hectares 103 hectares

% 103 hectares

%

EUA 20.655,5 1.198,7 399.580 416.902 96 916.192 44 Canadá 2.241,3 130,1 43.359 67.505 64 909.351 5 México 1.977,8 114,8 38.261 107.300 36 190.869 20

Total A. Norte 24.874,6 1.443,6 481.200 591,707 81 2.016.412 24 Argentina 421,3 24,4 8.150 128.747 6 273.669 3 Brasil 1.818,5 105,5 35.180 263.600 13 845.942 4 Chile 257,5 14,9 4.981 15.242 33 74.880 7

Colômbia 230,4 13,4 4.457 42.051 11 110.950 4 Equador 148,2 8,6 2.866 7.250 40 27.684 10 Peru 138,8 8,1 2.685 21.210 13 128.000 2

Venezuela 553,2 32,1 10.701 21.640 49 88.205 12 Outros (A. Sul e Central) 1.208,0 70,1 23.369 114.407 20 284.842 8 Total A. Sul e Central 4.775,9 277,2 92.390 614.147 15 1.834.172 5

24

Custos da produção de etanol no mundo (2005)

25

Usinas de a çúcar e álcool - localiza ção - 2007

Fonte: MME, 2006; MAPA, 2006

Produção em 2006:

17,8 bilhões de litros

Região Norte-Nordeste79 unidades industriais:

• Usinas de açúcar 8• Plantas de etanol 19• Etanol e açúcar 52

91% da produção de etanol

9% da produção de etanol

↑↑↑↑ 11% (2005)

Região Centro-Sul288 unidades industriais:

• Usinas de açúcar 8• Plantas de etanol 59• Etanol e açúcar 221

65.897.333,8 barris de petróleo

26Guamaré/RN

Unidade experimental de produção de biodiesel a partir de óleos vegetais UEB-1

27

28

29

Produção descentralizada de etanol COOPERBIO(RS) – PETROBRAS

30

Produção descentralizada de etanol COOPERBIO(RS) – PETROBRAS

31

As “velhas energias” e o espectro das reformas liberais

32

1ª Revolução Industrial

Fonte: Hulton Getty Picture Collection

Lancashire, século XVIII

33

Rudolf Diesel

O automóvel de Karl Benz

Nikolaus A. Otto

Ford

2ª Revolução Industrial

34

Formação dos cartéis e oligopólios das empresas de energia

Empresas País Produtos (ver abaixo *)

AEG Alemanha A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N,P

British Thomson-Houston Inglaterra A,B,C,D,E,F,G,H,K, L,N,P

Brown Boveri & Co. Suiça A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N,P

English Electric Co. Inglaterra A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N ,P,W

General Electric Co. Ltd. Inglaterra A,B,C,D,E,F,G,H, K,L,N,P

International General Electric EUA A,B,C,D,E,F,G,H,K,L ,N,Z

Metropolitan-Vickers Inglaterra A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N

Siemens Alemanha A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N

Westinghouse Electric International EUA A,B,C,D,E,F,G ,H,K,L,N,P,Z

ASEA Electric Ltd. Suécia A,B,C,D,E,F,G,H,

Escher Wyss Eng. Suiça A,W

J. M. Voith-Heldenheim & St. Poelten Alemanha W

Ateliers des Chamielle S.A. Suiça W

Principais Membros da International Electrical Association (IEA) em 1936

Legenda: A – Turbina a vapor ; B – Alternadores acionados por turbina a vapor; C – Compressores e ventiladores; D – Geradores e motores maiores de 200 KVA/HP; E – Alternadores acionados por turbinas hidráulicas; F – Compressores rotativos; G – Disjuntores de alta e baixa tensão; H – Transformadores; I – Conversores rotativos; K – Retificadores; L – Material de tração elétrica; N –Equipamentos para manobra de peso; P – Equipamento elétrico para acionamento de laminadoras; Z – Porcelanas de isolamento; W –Turbinas hidráulicas

Fonte: Dorival Gonçalves Jr, 2002

35

Formação dos cartéis e oligopólios das empresas de energia

Petróleo

– 1857 – Desenvolvimento da lâmpada de querosene– 1859 – Coronel Edwin Drake descobre petróleo em Titus ville, Pennsylvania– 1882 – Constituída a Standard Oil Trust– 1877 - Rockerfeller controla 90% do refino americano– 1885 – Descoberto petróleo em Sumatra pela Royal Dut ch– 1907 - Shell e Royal Dutch se fundem para formar a Ro yal Dutch Shell– 1908 – Descoberto petróleo na Pérsia; cria-se a Angl o Persian (posteriormente, BP)– 1911 – A divisão da Standard Oil Trust é ordenada pela Suprema Corte– 1928 – Tratado de Achnacarry entre as “sete irmãs”– 1938 - Mexico nacionaliza companhias estrangeiras de petróleo ► petróleo no Kuwait e na

Arábia Saudita– 1950 – Aramco - Arábia Saudita– 1951 – Nacionalizada a Anglo Iranian Oil Company– 1956 – Descoberto petróleo na Argélia e Nigéria– 1960 – OPEP (Organização dos Países Exportadores de Petróleo) é fundada em Bagdá– 1969 – Descoberto petróleo no Mar do Norte– 1972 – Iraque nacionaliza a Iraq Petroleum Concession– 1973 – Irã nacionaliza a propriedade do petróleo

Fonte:Yergin,D. The Prize

36

Um período marcado por crises

– Industrialização e mecanização intensiva

– Operariado urbano – êxodo rural– Capitalismo monopolista predomina – crescimento do poder dos bancos

em âmbito nacional e internacional– Produção de massa – seguida pelo

consumo de massa (fordismo)– Organização “científica” da

produção (taylorismo)– Ampliação do trabalho de

“colarinho branco”– Altos índices de desemprego e

baixos salários– Favelização e insalubridade nos

aglomerados urbanos

– Nova divisão internacional do trabalho – “neo-imperialismo”

– Difusão da informação e comunicação ganha importância

– 1a grande guerra – marco para “teste” de novas tecnologias disponíveis

– Suplantação da Inglaterra pelos EUA, como 1 a potência mundial

– Revolução Russa – socialismo

37

1ª Guerra Mundial

Fonte Corbis

38

Revolução Russa

Fonte: Hulton Getty Picture Collection

39

Crash de Nova Iorque1929

Fonte: BBC News In Pictures

40

New Deal

Fonte: U. S. National Archives, 1936.

41

2ª Guerra Mundial

Fonte: Worldpress.

42

Bretton WoodsKeynesianismo

Fonte: U.S. National Archives (NARA)

43

Revolução Chinesa1949

44

45

O início de uma nova crise

46

O início de uma nova crise

47

A superaçãoOcidente

48

A superaçãoOriente

Fonte: Bernard Safran Paintings

49

Teesside Power StationInglaterraEnron2.000 MW

50

Liberalização no Brasil

51

Novo liberalismo – organização da indústria energética– Brasil – 1 a reforma

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Fornecimento

Suprimento

R$/MWh

47,2%

38,9%

Evolução das tarifas de eletricidade – suprimento e fornecimento(Brasil – 1994 a 2000)

Capacidade instalada x Consumo - (Brasil – 1980 a 2000)

Base 1990 = 100

60

80

100

120

140

160

180

80

Pot. Instad a Geração

81 82

83 84

85 86

87 88

89 90

91 92

93 94

95 96

97 98

99 00

Per íodo

% Cap. Instalada % Consumo

19 81 - 1990

4,8 5,9

1991 - 2000

3,3 4,1

Capacidade instalada x Consumo - (Brasil – 1980 a 2000)

Nível dos Reservatórios da Região Sudeste

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1991

jan jul

1992

jan jul

1993

jan jul

1994

jan jul

1995

jan jul

1996

jan jul

1997

jan jul

1998

jan jul

1999

jan jul

2000

jan jul

2001

jan jul

2002

jan

Em

%

"O Sudeste representa 68% da capacidade de armazenamentode água do Brasil"

Nível dos reservatórios do Sudeste (1991 a 2002)

52

53

Parque de termelétricas Petrobras

UTE Mário Lago906 MW – 2.784.000m3/dia - Gás

UTE Aureliano Chaves221 MW – 960.000m3/dia - Gás

UTE Fernando Gasparian561 MW – 2.765.952m3/dia Gás

UTE Sepé Tiaraju158 MW – 1.092.365m3/dia Gás

UTE Luis Carlos Prestes250 MW – 1.920.000m3/dia Gás

UTE Barbosa Lima Sobrinho379 MW – 2.100.00m3/dia - Gás

UTE Euzébio Rocha208 MW – 415 t/h1.240.000m3/dia Gás + 330.000m3/dia Gás de refinaria

UTE Gov.Leonel Brizola1036 MW - 400 t/h5.199.112m3/dia - Gás

UTE Celso Furtado179 MW / 350 t/h1.386.076 m3/dia - Gás

UTE Rômulo Almeida133 MW / 42 t/h822.000m3/dia - Gás

UTE Jesus Soares Pereira325 MW - 610 t/h2.000.000 m3/dia - Gás

Termoceará 220 MW1.407.000 m3/dia - Gás

UTE Bahia I30,6 MW – 190m3/diaÓleo combustível

Capacidade Total de Geração de energia elétrica:4,6 GWCapacidade Total de Geração de Vapor:1817 t/hConsumo Total de Gás: 23.676.505 N m3/diaConsu. Total de Óleo:190 m3/dia

54

Aquecimento global

Ciência e interesses do Estado

55

56

A ciência de Gore

Futurama cartoon (Global warming: None like it hot)

57

A ciência de Gore

Al Gore - “An inconvenient truth”

58Fonte: Aeronomy of Ice in the Mesosphere

59

Fótons quentes Fótons frios

SOL UNIVERSOBIOSFERA

Efeito estufa – natural x incremental

A termodinâmica da vida

Adaptado de Marek Roland-Mieszkowski, Ph.D., September 07, 1994,

60

61

O exagero da exibição de Gore

Fonte: Sunday Telegraph, 2006

62

Composição atmosféricaC

on

ce

ntr

açã

o a

tmo

sfé

rica C

on

ce

ntra

çã

o a

tmo

sfé

rica

metanoamônia

nitrogênio

água

dióxido de carbono

tempo(bilhões de anos atrás)

oxigênio

63

Temperaturas da atmosfera

Fonte: NASA

64

Aprofundamento do fenômeno

65

Responsabilidades Comuns Diferenciadas (posição “prudente” do Brasil)

• Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças C limáticas (UNFCCC)

– Assinada por 154 países mais a União Européia na Ri o 92– O Brasil ratificou em 02/1994– Compromisso coletivo voluntário das nações sobre o aquecimento global– Entrada em vigor: 21/03/1994– Propõe limitar as concentrações das emissões de GEE na atmosfera em

níveis de 1990

• PROTOCOLO DE QUIOTO– Tem como base o Artigo 17 da Convenção do Clima– Adotado pela COP–3 (Quioto - 12/1997); aberto p/ assi natura em 03/1998– Responsabilidades comuns, porém diferenciadas � Os países

industrializados (Anexo 1) devem reduzir suas emiss ões coletivas de seis gases de efeito estufa em 5,2% abaixo dos níveis ob servados em 1990 para o período de compromissos de 2008-2012

– Ato internacional, ratificado em 16/02/2005 por paí ses que representam 55% das emissões do planeta

– Trata as questões de sustentabilidade do planeta– Estabeleceu os Mecanismos de Flexibilização:

• Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL)- entre um p aís em desenvolvimento e um país do Anexo 1

• Implementação Conjunta (JI) – entre países do Anexo 1

66

Arcabouço geral para aprovação de projetos de MDL e créditos de carbono

1. Somente áreas que não constituíam formações flore stais até 31 de dezembro de 1989 são passíveis de atender aos critérios de MDL que gerem créditos de carbono.

2. Os projetos precisam gerar reduções mensuráveis e de longo prazo nas emissões. Estas reduções devem ser certificadas por agências credenciadas ( operational entities ). O saldo gerado por este projeto deve ser de longo prazo ( permanence ) e qualquer emissão surgida a posteriori deve ser contabilizada.

3. As reduções ou o sequestro do carbono devem ser ad icionais a qualquer redução que ocorresse naturalmente – sem o projeto. Devem corresponder a u ma retirada líquida de carbono da atmosfera (additionality ).

4. O projeto deve apresentar objetivos de desenvolvi mento sustentável, de acordo com ações definidas pelo governo do país que o estará recebendo.

5. O projeto deve contribuir para a conservação da b iodiversidade e para o uso racional dos recursos naturais.

6. Só são elegíveis projetos iniciados a partir do an o 2000.

7. Um percentual de 2% dos créditos gerados pelo pro jeto constituirá um fundo destinado a auxiliar ações de adaptação nos países que sejam seriamente afetad os por mudanças climáticas ( adaptation levy ). Este fundo poderá custear atividades atualmente não elegíveis como MDL.

8. Uma parte, a ser definida, do resultado da venda de créditos de carbono provenientes de um projeto d e MDL deverá ser reaplicado no custeio do próprio proj eto.

9. Deve ser definido um prazo no qual haverá creditaç ão, entre duas alternativas: máximo de sete anos com direito a renovação por mais dois períodos ou m áximo de dez anos sem renovação.

10. O financiamento de projetos de MDL NÃO DEVERÁ ser proveniente de fundos oficiais de assistência ao desenvolvimento.

11. O plano de gerenciamento de cada projeto deverá p rever e possibilitar a contabilização de “vazamentos”, isto é, emissões não previstas ou ind iretas que resultem das atividades do próprio projeto.

Ildo Luís SauerProfessor Titular do Instituto de Eletrotécnica e Energia da USP

Tel: (11) 3091-2633 illsauer@iee.usp.br