O PICO DO PETRÓLEO E O DESTINO DA HUMANIDADE CAPÍTULO 4B – Serão as Energias Renováveis...
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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
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E então a economia do hidrogénio de
que os Terráqueos
falam tanto?
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Uma economia de hidrogénio:
O que implica? É fazível?
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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.
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Uma economia de hidrogénio teria
também de incluir a camionagem,
transportes aéreos e marítimos.
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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:
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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
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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
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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
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De que coisas terias de abdicar se um depósito custasse 400 € ?
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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:
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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
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Some analysts conclude that:
Alguns analistas concluem que:
uma ECONOMIA DE HIDROGÉNIO
nunca será economicamente viável
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Há muitas notícias sobre
etanol nos jornais.
O etanol não pode
substituir a gasolina?
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Plantar o nosso combustível…
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Primeiro,
Plantar milho para fazer etanol rouba muita terra arável à produção de alimentos
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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!
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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
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Num mundo de produção de cereal per cápita em declínio, é sensato criar outro uso para a terra arável?
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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.
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Alguns peritos em energia dizem:
… podemos também correr atrás da cauda!!!
Se vamos fazer etanol a partir do milho…
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Está bem, e então aquele gasóleo que
podem fazer a partir daquelas criaturas verdes
pequeninas ?
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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
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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.
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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.
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Eu vi painéis solares da minha nave. Eles
não podem resolver a crise do petróleo?
Ouvi dizer que podem produzir hidrogénio
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Os painéis fotovoltaicos (solares) convertem a luz solar directamente em electricidade
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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
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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
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Problemas da energia solar - 2
1) Quando está nublado
(pensa em Novembro
e Dezembro)
Não funcionam:
2) De noite
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Problemas da energia solar - 3A electricidade produzida não pode ser usada nos transportes
…a não ser se convertida
num combustível
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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
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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.
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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
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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!
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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%*
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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%*
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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
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Problemas da energia solar - 5
A 45º latitude os painéis solares precisam de funcionar 5 anos para recuperarem o seu custo
de fabrico.
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É pouco provável que no futuro sejamos capazes
de fabricar novos painéis solares com a energia
que os existentes produzem.
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Os custos de fabrico dos painéis solares dependem muito do
custo da energia.
Por isso tornar-se-ão muito mais caros.
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Havia muito vento quando aterrei aqui. Porque não
investe o Canadá em energia
eólica? Podiam ter parques
eólicos por todo o lado.
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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
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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
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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
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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:
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Problemas da energia eólica - 3
Portanto os parques eólicos não reduzirão o
tamanho da nossa infraestrutura de
combustíveis fósseis.
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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.
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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
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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
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E então aquele carrito engraçado de
ar comprimido? Podia-se usar a
energia eólica ou hídrica para
comprimir o ar.
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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
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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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