O PICO DO O PICO DO PETRÓLEOPETRÓLEO

E O DESTINO DA E O DESTINO DA HUMANIDADEHUMANIDADE

CAPÍTULO 4B – Serão as CAPÍTULO 4B – Serão as Energias Renováveis capazes de Energias Renováveis capazes de

resolver o problema?resolver o problema?

Robert Bériault Tradução por Luís de Sousa

E então a economia do hidrogénio de

que os Terráqueos

falam tanto?

Uma economia de hidrogénio:

O que implica? É fazível?

A ideia é substituir o petróleo usado nos transportes por hidrogénio.

Para tal seria necessário construir:

700 milhões de carros com células de combustível Os complexos de aero-geradores ou de células fotovoltaicas para produzir energia eléctrica renovávelAs infraestruturas para produzir hidrogénio líquido, armazena-lo e leva-lo ao consumidorEstações de hidrogénio para substituir as actuais de gasolina e gasóleo.

Uma economia de hidrogénio teria

também de incluir a camionagem,

transportes aéreos e marítimos.

Vantagens do hidrogénio:

Pode ser produzido a partir de energia eólica, solar, hídrica ou nuclear

Combustão limpa. A água é o único subproduto

Portabilidade: Poderá ser a forma mais prática de “levar” energia aos veículos

Problemas do hidrogénio - 1

Características físicas:

10 X mais inflamável que a gasolinaO seu alcançe explosivo é 20 X superior ao da gasolinaPouca energia por volume (requer tanques enormes)Chama invisívelTamanho reduzido da molécula de hidrogénio, perde-se facilmente

Hidrogénio

Número Atómico: 1

Massa Atómica: 1.00797

Problemas do hidrogénio - 2Ambas as formas de armazenamento são

problemáticas

Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004

Usado como líquido é mais fácil de transportar.

MAS RESULTA EM:uma perca de 30% no

processo de liquefação + 1.7% de percas por

evaporaçãopor dia

Quando usado como gás tem de

ser guardado a altas pressões

(700 – 1400 Kg / cm2) ouou

Hidrogénio comprimido para usar em autocarros Hidrogénio líquido para usar em carros

Problemas do hidrogénio - 2Ambas as formas de armazenamento são

problemáticas

Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004

De qualquer das formas, o

estacionamento interior é

para esquecer

Problemas do hidrogénio - 2Transporte para as estações seria

problemático

Para transportar a mesma quantidade de energia são necessários 21 camiões de hidrogénio para cada camião de gasolina*

=

* The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak?, Baldur Eliasson e Ulf Bossel, ABB Switzerland Ltd.

Problemas do hidrogénio - 3

As fugas de hidrogénio seriam semelhantes aos clorofluorocarbonetos (CFCs)

Poderia causar indirectamente uma quebra de 10% no ozono atmosférico

Os cientistas não estão certos quanto aos efeitos na atmosfera porque ainda têm um conhecimento limitado acerca do ciclo do hidrogénio.

Instituto de Tecnologia da Califórnia 12 de Junho, 2003

Se o hidrogénio substituísse

os combustíveis fósseis por

inteiro:

Efeito na camada de ozono

Problemas do hidrogénio - 4

Não existem fontes de hidrogénio exploráveis no subsoloÉ sempre necessária mais energia para produzir hidrogénio do aquela que ele contém*

Não é uma fonte de energia mais sim um acomulador de energia

Porquê? – porque o processo cria um

produto residual: calor (energia calorífica)

A culpa é das leis da termodinâmica!

* “The Party’s Over: Oil, War and the Fate if Industrial Societies”, Richard Heinberg

Problemas do hidrogénio - 5

As células de combustível para os carros ainda estão em desenvolvimento

É possível que tenhamos de usar o hidrogénio directamente como combustível nos motores de combustão interna

A tecnologia não está pronta:

Problemas do hidrogénio - 6

O hidrogénio comercial é quase todo obtido por reformação de gás natural ou gasificação de carvão. *

A infraestrutura para produzir hidrogénio por hidrólise da água em larga escala teria de ser construída a partir do nada.

* D.R. Simbeck, Vice-Presidente Technology, SFA Pacific, Inc., Mountain View, CA

Problemas do hidrogénio - 7

Custo das infraestruturas:

Para se converter uma infraestrutura de gasolina para uma de hidrogénio são necessárias grandes quantidades de :

Energia Capital

Pode-se constatar que o hidrogénio produzido da água é muito mais caro

Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004

Dólares por galão de energia, tirando imposto

Custo da gasolina para o mesmo número de Km percorridos

Hidrogénio a partir de água

Hidrogénio a partir de carvão

Hidrogénio a partir de gás natural

De que coisas terias de abdicar se um depósito custasse 400 € ?

Problemas do hidrogénio - 8

Simplesmente não faz sentido economicamente porque o gás natural é muito barato

Fará algum dia sentido enconomicamente?

Hoje em dia não é produzido hidrogénio a partir de energia eólica ou solar:

Quando o petróleo e o gás encarecerem:

Em vez de passarmos ao hidrogénio, fará economicamente mais sentido :

Comprar um carro a gasolina mais pequeno

Caminhar

Andar de bicicleta

Andar de transportes

públicos

Some analysts conclude that:

Alguns analistas concluem que:

uma ECONOMIA DE HIDROGÉNIO

nunca será economicamente viável

Há muitas notícias sobre

etanol nos jornais.

O etanol não pode

substituir a gasolina?

Plantar o nosso combustível…

Primeiro,

Plantar milho para fazer etanol rouba muita terra arável à produção de alimentos

Suponhamos que os americanos trabalhariam como loucos daqui até 2020:

…e mudassem todos os seus 300 milhões de carros para etanol produzido a partir de milho…

Imagina quanta terra seria necessária para plantar o milho!

Parte vermelha = área necessária para os EUA substituirem as necessidades de gasolina de 2020

Relatório da Exxon-Mobil, Outubro de 2004

Nos dias de hoje a terra arada faz cerca de 19%

da área dos EUA

da área dos Estados Unidos

Num mundo de produção de cereal per cápita em declínio, é sensato criar outro uso para a terra arável?

E aqui fica outra coisa acerca do etanol de milho:

A Energia Recuperada por Energia Investidaé baixa (1.7 para 1).

É necessária quase tanta energia para plantar o milho e produzir o etanol como a que

aproveitamos do próprio etanol.

Alguns peritos em energia dizem:

… podemos também correr atrás da cauda!!!

Se vamos fazer etanol a partir do milho…

Está bem, e então aquele gasóleo que

podem fazer a partir daquelas criaturas verdes

pequeninas ?

Aquilo de que falas é o biodiesel de algas:

Podes encontrar artigos interessantes na internet acerca desta fantástica tecnologia ainda por desenvolver.

Se acreditares no que dizem, por uma fracção do custo anual das suas importações, os EUA podem construir instalações capazes de substituir todas as necessidades de combustíveis líquidos do país.

Cientista examina um frasco de óleo produzido por algas

Biodiesel de algas:

O processo utilizaria as àguas residuais da agricultura e dos esgotos municipais onde cresceriam algas que produzem óleo.

Estes óleos podem ser usados direactamente nos motores a diesel se misturados com 10% de metanol.

Botryococcus, uma alga

produtora de óleo

Michael Briggs, Departamento de Física da Universitdade de New Hampshire.

Biodiesel de algas:

Se uma coisa é boa de mais para ser

verdade…

…tira as tuas conclusões

Cepticismo à parte, pode valer a pena gastar algum dinheiro a investigar isto.

Eu vi painéis solares da minha nave. Eles

não podem resolver a crise do petróleo?

Ouvi dizer que podem produzir hidrogénio

Os painéis fotovoltaicos (solares) convertem a luz solar directamente em electricidade

Vantagens:

SilenciososSilenciosos

Podem ser colocados nos Podem ser colocados nos telhados, perto dos pontos telhados, perto dos pontos de utilizaçãode utilização

Pouca manutenção, Pouca manutenção, excepto lavagem e excepto lavagem e descongelaçãodescongelação

US General Services Admin., Região de Pacific Rim

Problemas da energia solar - 1Os painéis solares ocupam muita área de

superfície

Para substituir 1 reactor nuclear seriam necessários

75 km2 de painéis solares no sul do Canadá

Problemas da energia solar - 2

1) Quando está nublado

(pensa em Novembro

e Dezembro)

Não funcionam:

2) De noite

Problemas da energia solar - 3A electricidade produzida não pode ser usada nos transportes

…a não ser se convertida

num combustível

Problemas da energia solar - 4

Electricidade de painéis solares custa presentemente 57¢ por KWH*

vs. 6¢ para a electricidade do carvão ou de hidroeléctricas

Muito mais cara do que aquilo a que estamos habituados

* http://www.solarbuzz.com

A grande dificuldade com a energia

fotovoltaica é não existir uma forma barata de

armazenar a electricidade durante o

dia…

…para que tenhamos energia durante a noite.

Uma maneira de resolver o problema seria converter a

energia extra em hidrogénio durante o dia – e converter o

hidrogénio outra vez electricidade à noite.

Energia solar Hidrogénio Electricidade

O problema em fazer isto, é que em cada passo do processo de conversão,

perdemos parte da energia em calor dissipado.

As malditas leis da termodinâmica outra vez!

Aqui está um exemplo das perdas de energia em cada passo do processo:

* The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak? Baldur Eliasson e Ulf BosselABB Switzerland Ltd., Corporate Research, Baden-Dättwil / Switzerland ** Relatório Exxon-Mobil, Outubro de 2004 “Solid Oxide Fuel Cell Developers Claim 50% Efficiency” I.H.S. Petrochemicals “Fuel Cell Efficiency: A Reality Check”, E.V. World Overview of the Electric Grid, Departmento de Energia dos EUA

Painel solar produz

electricidade

Percas de hidrogénio no transporte e

aramzenamento

Célula de combustível converte o

hidrogénio em electricidade Transformação

& transmissão Consumidor

25%*Percas de energia: 15%** 20% 10%

A energia solar é usada para produzir

hidrogénio por

electrólise

O hidrogénio é liquefeito

para ser armazenado

30%*

Devido às percas de energia os 57¢ por KWH passam para $1.77 per KWH !!!*

*Calculos feitos pelo autor: vê “Ler Mais” no Índice

Painel solar produz

electricidade

Percas de hidrogénio no transporte e

aramzenamento

Célula de combustível converte o

hidrogénio em electricidade Transformação

& transmissão Consumidor

25%*Percas de energia: 15%** 20% 10%

A energia solar é usada para produzir

hidrogénio por

electrólise

O hidrogénio é liquefeito

para ser armazenado

30%*

Os canadianos pagam hoje em dia entre5¢ e 8¢ por KWH

Por estes cálculos, uma conta mensal de $100 em hydro-electrética passaria para $2700!!!

E nos meus cálculos usei os números mais

optimistas!

Calculos feitos pelo autor: vê “Ler Mais” no Índice

Problemas da energia solar - 5

A 45º latitude os painéis solares precisam de funcionar 5 anos para recuperarem o seu custo

de fabrico.

É pouco provável que no futuro sejamos capazes

de fabricar novos painéis solares com a energia

que os existentes produzem.

Os custos de fabrico dos painéis solares dependem muito do

custo da energia.

Por isso tornar-se-ão muito mais caros.

Havia muito vento quando aterrei aqui. Porque não

investe o Canadá em energia

eólica? Podiam ter parques

eólicos por todo o lado.

Vantagens da energia eólica:Preços quase competitivos com os combustíveis fósseis.

Muitos locais adequados no Canadá

Não são poluentes depois de construída a infraestrutura

É um recusro renovável

Grande potencial

Problemas da energia eólica - 1

Produção errática – Os aero-geradores não funcionam quando:

1- O vento é muito forte 2- O vento é muito fraco

Problemas da energia eólica - 2Produção errática – afecta o custo por KWH

Os aero-geradores são classificados de acordo com a sua produção máxima em condições óptimas.

A energia realmente produzida por ano é cerca de 16% a 35% dessa capacidade máxima.

i.e.: Um conjunto de 1000 Megawatt produziria em média 250 Megawatts durante um ano

http://www.eon-netz.com

Problemas da energia eólica - 3

Períodos de inactividade requerem a intervenção dos combustíveis fósseis

Por outras palavras, vai ser sempre necessária uma central eléctrica tradicional pronta para os dias sem vento.

Nos dias sem vento:Nos dias

sem vento:

Vamos precisar

de:

Vamos precisar

de:

Problemas da energia eólica - 3

Portanto os parques eólicos não reduzirão o

tamanho da nossa infraestrutura de

combustíveis fósseis.

Problemas da energia eólica - 4

A energia em excesso não é armazenável facilmente

Pode ser guardada em forma de hidrogénio líquido ou em água bombeada para reservatórios, mas a infraestrutura tem ainda de ser construída.

Outros métodos serão possíveis, se sujeitos a investigação.

Problemas da energia eólica - 5

Não serve para os transportes, tirando 2 casos:

1- Cada KWH produzido a partir do vento é menos 1 KWH de petróleo ou gás que se gasta. O petróleo e gás assim poupados podem ser usados nos transportes.

2- A electricidade pode produzir hidrogénio para usar nos transportes

Peritos em enrgia dizem:

O vento é a energia

renovável mais rentável a seguir à

hidroeléctrica

Recomendam que se invista

nela fortemente enquanto o petróleo é

barato

E então aquele carrito engraçado de

ar comprimido? Podia-se usar a

energia eólica ou hídrica para

comprimir o ar.

Cerca de oito cavalos de electricidade são usados para gerar um cavalo de ar comprimido.*

Será esta uma maneira inteligente de usar a energia eólica ou solar? Podemos dar-nos a esse luxo?

E então todos aqueles barris de petróleo necessários para construir o carro?

* Minnesota Technical Assistance Program

Se calhar estás a pensar que fomos longe demais a explorar os recursos da Terra. No Capítulo 5 podes ler acerca de uma sociedade antiga que fez o fazemos agora

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