Simulador 2050 · Transportes Procura dos transportes rodoviários % 10% 5% -5% -10% Evolução do...

Simulador 2050

Instruções

Desenvolvido por EDP

Simulador 2050 - Instruções

1

© Copyright EDP – Energias de Portugal, S.A. 2012 Este documento e o seu conteúdo pertencem exclusivamente à EDP –

Energias de Portugal S.A. não podendo ser reproduzidos ou modificados, sob

qualquer forma ou por qualquer meio, sem o prévio consentimento expresso e

por escrito da EDP – Energias de Portugal, S.A.


2

ÍNDICE

1. NOTA PRÉVIA .................................. 4

2. INFORMAÇÃO TÉCNICA ................ 4

3. ENQUADRAMENTO E OBJETIVO .... 5

4. SIMULADOR..................................... 6

4.1. VERSÃO WEB .............................................................................................................. 8

4.1.1. ECRÃ PRINCIPAL ............................................................................................ 8

4.1.2. MENU ............................................................................................................. 10

4.1.3. PARTILHA DE RESULTADOS ....................................................................... 11

4.2. VERSÃO MOBILE ....................................................................................................... 12

4.2.1. ECRÃ SIMULADOR ....................................................................................... 13

4.2.2. ECRÃ CONFIGURAR ..................................................................................... 14

4.2.3. MENU ............................................................................................................. 16

4.2.4. PARTILHA DE RESULTADOS ....................................................................... 16

5. METODOLOGIA ............................ 17

5.1. CONSUMO ................................................................................................................ 17

5.1.1. RESIDENCIAL, SERVIÇOS E INDUSTRIAL .................................................. 17

5.1.2. TRANSPORTES ............................................................................................. 19

5.2. OFERTA ...................................................................................................................... 20

5.2.1. ELETRICIDADE ............................................................................................. 21

5.3. EMISSÕES ................................................................................................................... 22

6. OUTPUTS ........................................ 23

6.1. ENERGIA PRIMÁRIA, FINAL E ELETRICIDADE .......................................................... 24

6.2. ELETRIFICAÇÃO DA SOCIEDADE ............................................................................ 25

6.3. EMISSÕES DE GEE ..................................................................................................... 25

6.4. FLUXOS DE ENERGIA ................................................................................................ 25

6.5. DESEMPENHO ........................................................................................................... 27

6.6. RESULTADOS ............................................................................................................. 28

6.6.1. BALANÇO ENERGÉTICO .............................................................................. 29

6.6.2. RENOVÁVEIS ................................................................................................ 29

6.6.3. EMISSÕES ..................................................................................................... 29

6.6.4. CUSTOS DO SISTEMA .................................................................................. 30


3

7. PRESSUPOSTOS.............................. 31

7.1. ENERGIA PRIMÁRIA E FINAL .................................................................................... 31

7.2. AQUECIMENTO E ARREFECIMENTO ....................................................................... 32

7.3. TRANSPORTES............................................................................................................ 33

7.4. ELETRICIDADE ........................................................................................................... 34

7.4.1. CONSUMO ..................................................................................................... 34

7.4.2. GERAÇÃO ..................................................................................................... 34

7.5. COGERAÇÃO E CALOR.......................................................................................... 36

7.6. NÍVEL DE DIFICULDADE ............................................................................................ 36

7.7. EMISSÕES ................................................................................................................... 37

7.8. CUSTOS ...................................................................................................................... 38

7.8.1. ELETRICIDADE ............................................................................................. 38

7.8.2. ENERGIA E CCS ........................................................................................... 39


4

1. NOTA PRÉVIA

O Simulador 2050 é um modelo simplificado da realidade. Esta ferramenta pretende meramente transmitir de forma intuitiva e pedagógica mas quantificada as variáveis-chave do setor energético, bem como a forma de alcançar a sua descarbonização. Os resultados deste simulador não devem, por isso, ser interpretados como estimativas rigorosas, nem representam necessariamente a visão do Grupo EDP relativamente às opções de política energética a tomar no horizonte 2050.

2. INFORMAÇÃO TÉCNICA O Simulador 2050 foi desenvolvido pela EDP, e está acessível através de plataformas web e mobile:

• Web: http://2050.edp.pt

― Desenvolvido em HTML 5 com compatibilidade com dispositivos sem flash

― Compatibilidade com Internet Explorer 9 e 10, Google Chrome 22, Firefox 16, Safari Mobile do iOS 5 e 6 e browser original de Android 4.0 e 4.1

• App iOS: download gratuito na loja de aplicações da Apple (Apple App Store)

― Aplicação para iPhone com iOS 5.0 ou superior

• App Android: download gratuito na loja de aplicações da Google (Google Play Store)

― Aplicação para Android com versão 2.3 ou superior deste sistema operativo


5

3. ENQUADRAMENTO E

OBJETIVO Até 2050 teremos que mudar profundamente a forma como produzimos e consumimos a nossa energia. Para mitigar os impactos irreversíveis das alterações climáticas, é fundamental alcançar uma trajetória de emissões de gases de efeito estufa que limite o aquecimento global. Neste contexto, a União Europeia está empenhada em reduzir as emissões de CO2, em 2050, para um nível equivalente a 20% do valor verificado em 1990. Numa sociedade de baixo carbono, viveremos e trabalharemos com elevados níveis de eficiência energética, reduzidas emissões nos edifícios com sistemas de aquecimento e refrigeração inteligentes. Conduziremos carros elétricos e híbridos e viveremos em cidades mais limpas, com menos poluição do ar e melhores transportes públicos. Muitas destas tecnologias já estão hoje disponíveis, mas é necessário promover o seu desenvolvimento. Neste contexto, a EDP pretende contribuir para um debate aberto, transparente e quantificado, com os vários stakeholders em torno das escolhas que Portugal enfrentará nos próximos anos de forma a reduzir significativamente as suas emissões até 2050. Rumo à sustentabilidade do setor energético e do país (tendo em conta o impacto deste setor ao nível do ambiente, balança de bens e serviços, e competitividade da economia), existem trade-offs importantes que devem serem analisados, compreendidos e quantificados, de forma ajudar na tomada de decisão (mais informada possível) para o país. Contudo, importa clarificar que 2050 não se apresenta como uma data longínqua tendo em conta o tipo, nível e duração dos investimentos neste setor, e que as opções tomadas por Portugal já na próxima década terão impacto ainda em 2050. Como objetivo deste exercício, pretende-se otimizar simultaneamente, para Portugal, três eixos estratégicos que naturalmente concorrem entre si:

• Minimização de emissões de GEE: aproximando-nos de 20% dos níveis de 1990 até 2050, em linha com o objetivo da União Europeia

• Minimização do custo total de energia: fatura energética e custo total da geração de eletricidade

• Minimização da dificuldade de implementação: tendo em conta a necessária aceitação pública das políticas energéticas adotadas

O presente manual de instruções pretende explorar o modo de utilização do simulador, bem como detalhar os pressupostos e metodologia adotadas para os cálculos. Quaisquer sugestões e comentários com vista à correção e melhoria deste simulador são bem-vindos e deverão ser enviados por email para [email protected].


6

4. SIMULADOR O Simulador 2050 contempla um total de 32 questões. A definição de cada caminho energético para 2050 consiste nas respostas a estas perguntas, que se enquadram em 4 grupos:

• Preços: evolução dos principais índices internacionais de preços de combustíveis fósseis, bem como do preço de CO2 do ETS1 da União Europeia, a longo prazo

• Procura de energia: evolução da procura dos vários setores de atividade nacionais bem como de alterações de consumo de combustíveis (por exemplo: troca de petróleo por eletricidade no consumo de transportes)

• Geração ou capacidade de eletricidade: evolução da importação e da capacidade instalada das várias tecnologias de produção elétricas em território nacional

• Emissões de CO22: captura de GEE3,quer por CCS4 aplicado à produção de eletricidade e às

emissões dos processos industriais, quer por geosequestração

Para cada questão estão disponíveis 4 opções de resposta. De uma forma intuitiva, e à exceção da evolução dos preços para 2050, a opção de nível mais baixo (menor dificuldade de implementação) prevê um cenário continuista (BaU5), enquanto que a opção nível mais elevado (maior dificuldade de implementação) implica um cenário de profunda transformação e de rápida adoção tecnológica. Cada opção de resposta, para cada uma das 32 questões do simulador, é acompanhada de uma breve descrição que pretende dar a intuição do esforço / impacto da escolha do utilizador. O simulador responde automaticamente a cada alteração de resposta do utilizador. Importa ainda clarificar que todas as respostas estão inter-relacionadas, ou seja, a resposta individual a uma determinada questão pode implicar diferentes resultados tendo em conta as respostas dadas nas restantes questões do simulador. As respostas às diversas questões devem ir ao encontro do objetivo do simulador – minimização simultânea das emissões de GEE, do custo total de energia e da dificuldade de implementação. A dimensão de redução de emissões de GEE está sempre visível no simulador.

1 ETS: Emissions Trading Scheme (Comércio Europeu de Licenças de Emissão) 2 CO2 equivalente (por simplificação, neste simulador, os Gases de Efeito de Estufa são usualmente referidos apenas por CO2) 3 GEE: Gases de Efeito de Estufa 4 CCS: Captura e Sequestro de CO2 5 BaU: Business as Usual


7

A tabela seguinte descreve sumariamente as 32 questões disponíveis no Simulador 2050.

Grupo de questão

Área Questão Unidades Resposta

Descrição da questão Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4

Preços

Combustíveis Preço do petróleo $'10/bbl 50 130 200 n.d. Preço do petróleo em 20506

Combustíveis Preço do carvão $'10/ton 50 110 200 n.d. Preço do carvão em 20507

Combustíveis Preço do gás natural $'10/Mbtu 5 11 20 n.d. Preço do gás natural em 20508

Outros Preço do CO2 €'10/ton 20 100 200 n.d. Preço do CO2 em 20509

Procura de energia

Residencial Procura do consumo energético não-elétrico residencial % 2% 1% 0% -1% Taxa anual de crescimento do consumo energético atual não-elétrico de 2010 a 2050 no segmento residencial

Residencial Eficiência energética na eletricidade residencial % 0% 25% 50% 100% Percentagem do potencial de eficiência energética alcançada no consumo de eletricidade, em 2050

Serviços Procura do consumo energético não-elétrico nos serviços % 2% 1% 0% -1% Taxa anual de crescimento do consumo energético atual não-elétrico de 2010 a 2050 no segmento serviços

Serviços Eficiência energética na eletricidade nos serviços % 0% 25% 50% 100% Percentagem do potencial de eficiência energética alcançada no consumo de eletricidade, em 2050

Indústria Procura da indústria % 2% 1% 0% -1% Taxa anual de crescimento do consumo energético de 2010 a 2050 no segmento industrial

Transportes Procura dos transportes rodoviários % 10% 5% -5% -10% Evolução do consumo energético de transportes rodoviários em 2050 face a 2010

Residencial Eletrificação do consumo energético residencial % 40% 60% 80% 100% Percentagem de eletrificação do consumo energético residencial em 2050

Serviços Eletrificação do consumo energético nos serviços % 60% 70% 85% 100% Percentagem de eletrificação do consumo energético nos serviços em 2050

Indústria Eletrificação do consumo energético na indústria % 25% 30% 40% 50% Percentagem de eletrificação do consumo energético na indústria em 2050

Transportes Eletrificação dos transportes ligeiros rodoviários % 10% 25% 50% 75% Percentagem de transportes elétricos rodoviários em 2050

Transportes Mudança de combustível dos transportes rodoviários % 10% 25% 50% 75% Percentagem de mudança de petróleo para gás natural/biocombustível dos transportes rodoviários não-elétricos em 2050

Transportes Eletrificação dos transportes não-rodoviários % 10% 20% 30% 40% Percentagem de transportes elétricos não-rodoviários em 2050

Transportes Mudança de combustível dos transportes não-rodoviários % 10% 25% 50% 75% Percentagem de mudança de Petróleo para gás natural/biocombustível dos transportes não-rodoviários não-elétricos em 2050

Geração ou capacidade

Eletricidade Geração hidroelétrica TWh 18 20 22 24 Geração hidroelétrica bruta (incluindo bombagem) em 2050: atual 12 TWh e espera-se ~20 TWh em 2020 (ano hídrico médio)

Eletricidade Capacidade nuclear MW 0 1.600 3.200 4.800 Capacidade nuclear em 2050 (0, 1, 2 ou 3 centrais nucleares): não há capacidade atual instalada e não há previsões para 2020

Eletricidade Capacidade eólica terrestre (onshore) MW 5.500 10.000 14.000 18.000 Capacidade eólica terrestre em 2050: atual 4.400 MW e espera-se ~5.300 MW em 2020

Eletricidade Capacidade eólica marítima (offshore) MW 50 1.000 2.500 5.000 Capacidade eólica marítima em 2050: atual 2 MW sem previsões de capacidade adicional até 2020

Eletricidade Capacidade biomassa e resíduos MW 350 1.000 2.000 3.000 Capacidade biomassa e resíduos em 2050: atual 290 MW e espera-se ~370 MW em 2020

Eletricidade Capacidade solar PV (fotovoltaico) MW 250 2.500 5.000 10.000 Capacidade Solar Fotovoltaico de grande escala em 2050: atual 130 MW e espera-se ~180 MW em 2020

Eletricidade Capacidade solar CSP (termoelétrico) MW 50 2.500 5.000 10.000 Capacidade solar termoelétrico em 2050: não há capacidade atual instalada mas espera-se ~50 MW em 2020

Eletricidade Capacidade geotérmica MW 50 500 1.000 2.000 Capacidade geotérmica em 2050: atual 30 MW sem previsões de capacidade adicional até 2020

Eletricidade Capacidade ondas e marés MW 50 1.000 2.000 4.000 Capacidade ondas e marés em 2050: não há capacidade atual instalada mas espera-se ~6 MW em 2020

Eletricidade Capacidade cogeração MW 2.000 4.000 6.500 9.000 Capacidade cogeração em 2050: atual 1.800 MW e espera-se ~2.000 em 2020

Eletricidade Capacidade geração distribuída MW 250 2.500 5.000 10.000 Capacidade de geração distribuída em 2050 (Solar PV): atual 60 MW e espera-se ~320 MW em 2020

Eletricidade Importação de eletricidade TWh 0 5 10 20 Importação de eletricidade em 2050: valores históricos dos últimos 5 anos variam entre 5 e 10 TWh

Emissões de CO2

Eletricidade Capacidade do CCS no setor elétrico MW 0 2.800 4.000 5.200 Capacidade do CCS no sector elétrico em 2050 (de 0 a 5 centrais, disponíveis apenas a partir de 2025)

Indústria CCS nos processos industriais % 0% 25% 50% 100% Percentagem dos processos industriais com CCS em 2050 (disponível apenas a partir de 2025)

Geosequestração Redução de emissões via geosequestração MtonCO2 0 1 2 3 Geosequestração de CO2 em 2050 (redução das emissões de GEE desde 0 a 3 Mton/ano, disponível apenas a partir de 2025)

6 Cenário intermédio contempla as previsões de longo prazo da IEA (International Energy Agency) 7 Cenário intermédio contempla as previsões de longo prazo da IEA (International Energy Agency) 8 Cenário intermédio contempla as previsões de longo prazo da IEA (International Energy Agency) 9 Cenário intermédio contempla as previsões de longo prazo da CE (Comissão Europeia)


8

4.1. VERSÃO WEB

4.1.1. Ecrã principal Após o ecrã de introdução, que enquadra e lança o desafio energético para 2050, o utilizador acede ao ecrã do Simulador 2050, tal como se apresenta na figura seguinte.

Os interruptores de resposta permitem ao utilizador selecionar entre os 4 níveis de opções disponíveis. As respostas a estas 32 questões determinam o resultado da simulação. Sempre que o utilizador muda a posição de um interruptor, o simulador recalcula os resultados atualizando os gráficos e tabelas apresentados. Para aceder às várias questões existentes dentro do mesmo grupo deverá utilizar o scroll horizontal de questões.

Seletor de grupos de

questões (Preços, Procura,

Geração e Emissões)

Interruptor de

resposta (4 níveis

por questão)

Legenda

gráfica

Seletor de outputs

(gráficos/tabelas)

Gráficos/tabelas

de output

Menu de

opções

Seletor de

idioma

Scroll

horizontal

de

questões

Barómetro

de

emissões

(emissões

2050 vs.

1990)


9

O clique sobre o nome de cada questão faz aparecer uma explicação da mesma. Adicionalmente, na seleção de cada uma das posições do interruptor, pode visualizar-se uma breve explicação dessa posição.

Ao aceder ao seletor de outputs, é possível visualizar as várias opções disponíveis de outputs do simulador. Para algumas das opções, existem interruptores que permitem diferentes desagregações de um mesmo output.

O barómetro de emissões permite, a cada momento, acompanhar a evolução do rácio “Emissões em 2050 / Emissões em 1990”. Neste sentido, é possível que as escolhas do utilizador determinem um número superior a 100%, isto é, um aumento de emissões de carbono e não numa redução. O barómetro muda de cor consoante o resultado do utilizador.

O seletor de idiomas permite alterar a linguagem do simulador entre Português e Inglês. A bandeira do idioma selecionado aparece em tom esbatido enquanto a bandeira do outro país aparece a cor cheia.


10

4.1.2. Menu No topo do simulador existe um botão que dá acesso ao menu de opções.

Ao clicar sobre o ícone à direita do menu, surge uma barra que desliza a partir do topo permitindo aceder às opções disponíveis.

Este menu apresenta as seguintes opções:

• Escolher um cenário modelo: permite escolher um de 5 cenários pré-concebidos que pretendem tipificar diferentes visões do futuro10:

― Eletrificação

― Renovável

― Combustíveis fósseis

― Nuclear

― Eficiência energética

• Começar de novo: faz um reset aos parâmetros da simulação colocando todos os interruptores nas posições iniciais:

― Perguntas de preços: todas as respostas regressam ao nível 2 (preços intermédios)

― Restantes perguntas: todas as respostas regressam ao nível 1 (opção de menor nível de dificuldade)

• Partilhe estes resultados: permite ao utilizador partilhar o resultado obtido no simulador:

― Partilha dos resultados obtidos com o caminho selecionado nas redes sociais facebook ou twitter

― Permite que, posteriormente, outros utilizadores possam visualizar esses resultados e iniciem o seu caminho com base nesse ponto de partida

• Instruções: permite fazer o download de um PDF ou de um vídeo contendo instruções e mais detalhe sobre o funcionamento do simulador

10 Por exemplo, no cenário “Eficiência energética”, todas as escolhas nos interruptores correspondem às escolhas tipicamente feitas por um hipotético utilizador apoiante deste paradigma


11

Para fechar o menu, o utilizador deverá clicar no “X”.

4.1.3. Partilha de resultados Ao escolher a função de partilha de resultados (facebook ou twitter), é apresentado ao utilizador uma caixa para introduzir o nome do utilizador que aparecerá na respetiva rede social.

A função de partilha de resultados gera um link para o site do simulador, com as respostas às questões selecionadas pelo utilizador. Desta forma, ao clicar posteriormente neste link partilhado (no facebook ou twitter) será encaminhado para o simulador, visualizando no topo uma barra indicando de que se trata do resultado de um outro utilizador.


12

Ao clicar em “Faça a sua simulação” esta barra desaparece permitindo ao novo utilizador tentar melhorar o resultado, a partir do pré-carregamento na aplicação das opções selecionadas pelo utilizador inicial.

4.2. VERSÃO MOBILE

A versão mobile do simulador assume a forma de uma app Android e uma app iOS.

A aplicação apresenta uma zona de resultados, uma zona de conteúdo de gráfico / tabela e um menu que permite comutar entre 3 ecrãs alternativos:

• Home: ecrã de introdução que enquadra e lança o desafio energético para 2050

• Simulador: ecrã que permite visualizar os gráficos / tabela de output da aplicação

• Configurar: ecrã que permite configurar as opções do utilizador através dos interruptores de resposta


13

A zona de resultados contém o barómetro de emissões com as mesmas regras e funcionalidades da versão web.

4.2.1. Ecrã Simulador No ecrã de Simulador é possível visualizar os vários outputs disponíveis.

Barómetro de emissões

Conteúdo / Gráfico / Tabela

Menu

Seleção de Gráfico / Tabela

Output (gráfico / tabela)

Seleção de Output

Botão de Menu


14

Ao rodar o dispositivo de portrait para landscape, o output (gráfico/tabela) passa a compreender o ecrã completo, permitindo uma melhor visualização dos resultados obtidos.

4.2.2. Ecrã Configurar

O ecrã de configuração permite alterar as posições dos interruptores de resposta do utilizador. Um slider horizontal permite aceder aos vários grupos de questões - Preços, Procura, Geração, Emissões. Para aceder aos restantes interruptores de resposta de um mesmo grupo deverá deslizar o dedo para cima e para baixo sobre o ecrã.


15

Ao selecionar o botão “i” ao lado de cada interruptor de resposta surge uma breve explicação da questão selecionada. Adicionalmente, na seleção de cada uma das posições do interruptor, pode visualizar-se uma breve explicação dessa posição.

Botão “i” para apresentar

uma breve explicação da

questão selecionada

Interruptor de resposta

Slider horizontal para

aceder aos vários

grupos de questões


16

4.2.3. Menu Ao deslizar o dedo na horizontal (swipe) a partir da fronteira lateral esquerda do ecrã, ou tocando sobre o botão de menu surge um ecrã de menu. O funcionamento de cada uma das opções deste menu é semelhante (com o mesmo nome) às existentes na versão web.

4.2.4. Partilha de resultados

Para partilhar os seus resultados (no facebook ou twitter), o utilizador deverá selecionar “Partilhar Resultados” no ecrã Menu e escrever o seu nome. O link gerado para partilhar resultados aponta para a versão web do simulador.


17

5. METODOLOGIA De acordo com as opções do utilizador, o Simulador 2050 calcula detalhadamente o balanço energético de procura e oferta para Portugal até 2050. Este balanço comporta os vários fluxos energéticos entre energias primárias, finais e consumo por setores. Com base nestes fluxos energéticos é possível inferir sobre a evolução das emissões nacionais, bem como um ter um proxy do custo elétrico e energético do país.

5.1. CONSUMO

Do ponto de vista do consumo são considerados 4 setores:

• Residencial

• Serviços, agricultura e pescas

• Industrial

• Transportes

5.1.1. Residencial, Serviços e Industrial De acordo com as opções do utilizador, o consumo residencial, serviços e industrial pode evoluir em termos de volume e de mix tecnológico. Neste sentido, o consumo destes setores é aferido da seguinte forma:

Consumo não-elétrico = Consumo não-elétrico 2010 x TACC x (1 - % Eletrif.) Consumo elétrico = Consumo não-elétrico 2010 x TACC x % Eletrif. / Ganho Efic. + BaU – EE

Relativamente aos consumos tem-se:

• Consumo não-elétrico 2010: consumo não-elétrico verificado em 2010

• TACC11 Taxa anual de crescimento composto do consumo não-elétrico de 2010 a 2050

• % Eletrif: percentagem de eletrificação do consumo não-elétrico de 2010 em 2050

• Ganho Efic: ganho de eficiência das opções elétricas face às homólogas baseadas noutras tecnologias

• BaU: evolução do consumo elétrico BaU • EE: eficiência energética alcançada ao nível do consumo de eletricidade

11 TACC: Taxa Anual de Crescimento Composto


18

Para o utilizador estão disponíveis escolhas ao nível de:

i) TACC (do consumo não elétrico): residencial, serviços e indústria ii) EE (do consumo elétrico): residencial e serviços iii) % Eletrif: residencial, serviços e indústria

Relativamente à evolução do consumo energético não-elétrico, o utilizador pode definir, através da TACC, qual o nível de consumo que estima para 2050 face a 2010 (+120%, +50%, igual ou -33% do consumo atual em 2050). A TACC, que corresponde ao valor médio do crescimento ao longo de 2010 e 2050, tem por base uma convergência com o crescimento histórico de forma a não apresentar valores disruptivos. Relativamente à evolução do consumo energético elétrico, o simulador tem por defeito uma evolução do BaU elétrico. Este BaU está em linha com as estimativas de evolução de longo prazo das variáveis-chave económicas e demográficas. Neste sentido, o BaU prevê um aumento médio do consumo elétrico de 1%/ano entre de 2010 e 2050, o que assume uma crescente melhoria da intensidade energética para um PIB de longo de prazo de 2%/ano. O consumo elétrico, antes de eletrificação de outros setores, é obtido pela subtração da EE ao BaU. Neste sentido, o utilizador tem a possibilidade de definir a evolução do consumo elétrico através da definição do nível de adoção das medidas de EE que estima até 2050 (0%, 25%, 50% ou 100%). O potencial técnico máximo de EE foi calculado através de uma análise bottom-up, analisando a viabilidade económica de um conjunto alargado de medidas específicas, nos vários setores nacionais, aplicando posteriormente um conjunto de restrições de forma a inferir um potencial realista de EE (excluindo de tecnologias caras não maduras, limitando payback elevados, impondo curvas de adoção realísticas ao longo do tempo, etc.). Por simplificação, o utilizador não tem a possibilidade de definir o nível de adoção de EE para o setor industrial, sendo esta adoção definida de acordo com a opção de percentagem de eletrificação. Alterações do perfil de consumo de eletricidade podem ser definidas pelo utilizador através das respostas às questões de percentagem de eletrificação. Para tal, as opções de eletrificação são modeladas com base em curvas de adoção aplicadas ao consumo não-elétrico. Esta mudança tecnológica pode permitir um ganho de eficiência por via de uma redução do consumo energético global do sistema:

• Com ganhos de eficiência ao nível da energia final: bombas de calor aplicadas a aquecimento de espaços e de águas quentes sanitárias

• Sem ganhos de eficiência ao nível da energia final: eletrificação dos fornos / fogões do residencial e serviços, bem como eletrificação de fornos / caldeiras industriais

Os ganhos de eficiência associados às bombas de calor são definidos através do CoP12, que evolui de 4 em 2020 até 6 em 2050. De acordo com o mix de geração elétrica, o processo de eletrificação do consumo pode ainda gerar ganhos de eficiência adicionais ao nível da conversão da energia primária em final.

12 CoP - Coefficient of Performance


19

5.1.2. Transportes

De acordo com as opções do utilizador, o consumo dos transportes pode evoluir em termos de volume e de mix tecnológico. Neste sentido, o consumo do setor dos transportes é aferido da seguinte forma:

Transportes rodoviários: Petróleo = km 2010 x ∆ 2050/2010 x Consumo/km x (1 - % Eletrif.) x (1 - % Bio/Gás) Eletricidade = km 2010 x ∆ 2050/2010 x Consumo/km x % Eletrif. / Ganho Efic. Bio/Gás = km 2010 x ∆ 2050/2010 x Consumo/km x (1 - % Eletrif.) x % Bio/Gás

Transportes não-rodoviários:

Petróleo = Cons Petr 2010 x TACC x (1 - % Eletrif.) x (1 - % Bio/Gás) Eletricidade = [Cons Petr 2010 x (% Eletrif - % Eletrif. 2010) / Ganho Efic. + Cons Eletr 2010 ] x TACC Bio/Gás = Cons Petr 2010 x TACC x (1 - % Eletrif.) x % Bio/Gás

Relativamente aos transportes rodoviários tem-se:

• km 2010: número de quilómetros totais efetuados a nível nacional em 2010, obtido pelo produto entre o número de veículos e os quilómetros médios anuais das viaturas (está previsto um aumento do parque rodoviário atual ao longo do período do simulador)

• Consumo/km: o consumo médio por km dos motores de combustão (está prevista uma evolução decrescente do consumo ao longo do período do simulador tendo em conta expectáveis aumentos de eficiência)

• ∆ 2050/2010: variação do consumo energético dos transportes rodoviários em 2050 face a 2010 (quer por via de variações do parque rodoviário, dos quilómetros médios anuais das viaturas ou da evolução dos consumos de referência assumidos no simulador)

• % Eletrif: percentagem de transportes elétricos rodoviários em 2050

• % Bio/Gás: percentagem dos transportes rodoviários não-elétricos que mudam de petróleo para gás natural ou biocombustível em 2050

• Ganho Efic: ganho de eficiência dos motores elétricos face aos motores de combustão (ao nível do ciclo energético global)

Relativamente aos transportes não-rodoviários tem-se:

• Cons Petr 2010: consumo de derivados de petróleo nos transportes não-rodoviários em 2010

• Cons Eletr 2010: consumo de eletricidade nos transportes não-rodoviários em 2010 • TACC: Taxa anual de crescimento composto do consumo energético de transportes

não-rodoviários de 2010 a 2050 (pré-definida no simulador como 1%/ano) • % Eletrif: percentagem de transportes elétricos não-rodoviários em 2050 • % Eletrif. 2010: percentagem de transportes elétricos não-rodoviários em 2010

• % Bio/Gás: percentagem dos transportes não-rodoviários não-elétricos que mudam de petróleo para gás natural ou biocombustível em 2050

• Ganho Efic: ganho de eficiência dos motores elétricos face aos motores de combustão


20

Para o utilizador estão disponíveis escolhas ao nível de:

i) ∆ 2050/2010: rodoviário ii) % Eletrif : rodoviário e não-rodoviário iii) % Bio/Gas : rodoviário e não-rodoviário

Relativamente à evolução do consumo energético dos transportes rodoviários, o utilizador pode definir, através do ∆ 2050/2010, qual o nível de consumo que estima para 2050 face a 2010 (+10%, +5%, -5% ou -10% do consumo atual em 2050) tendo em conta as suas perspetivas de evolução da utilização de transportes públicos, alterações demográficas da população ou materialização do teletrabalho. Para os transportes não-rodoviários é considerada uma TACC de 1% até 2050. Alterações ao perfil de consumo dos transportes (rodoviários e não-rodoviários) podem ser definidas pelo utilizador através das respostas às questões de percentagem de eletrificação (% Eletrif) ou de mudança de combustível de derivados de petróleo (gasolina / gasóleo) para gás natural e biocombustíveis (% Bio/Gás). Opções de eletrificação dos transportes são modeladas com base em curvas de adoção aplicadas aos perfis de novas vendas. Esta mudança tecnológica permite um ganho de eficiência por via de uma redução do consumo energético global do sistema (maior eficiência dos motores elétricos). Dos transportes não eletrificados, alternativas ao petróleo (para gás natural e biocombustíveis) são também modeladas com base em curvas de adoção aplicadas aos perfis de novas vendas.

5.2. OFERTA

Do ponto de vista da oferta são consideradas energias finais provenientes diretamente da respetiva fonte primária ou por via de transformações energéticas.

• Energia final proveniente diretamente da respetiva fonte primária:

― Derivados do Petróleo (gasolina, gasóleo, fuelóleo, etc.)

― Carvão

― Gás Natural

― Bio (biomassa, biogás e biocombustíveis)

― Solar térmico

• Energia final proveniente de transformações energéticas (eletricidade e cogeração):

― Eletricidade: proveniente de Geração térmica e Rede elétrica (energias primárias que produzem diretamente eletricidade como por exemplo o eólico)

― Calor: proveniente de cogerações fuelóleo, gás natural ou bio (biomassa e biogás)

Sempre que a oferta for superior ao consumo, o simulador assumirá exportação da energia excedentária.


21

5.2.1. Eletricidade

O utilizador pode selecionar a energia ou capacidade das várias opções tecnológicas disponíveis para satisfazer a procura de eletricidade em 2050:

• Hídrica e importação: seleção da energia [TWh] disponibilizada ao sistema

• Restantes tecnologias: seleção da capacidade [MW], tendo em conta os respetivos regimes de funcionamento

O fecho do balanço elétrico nacional é assegurado por centrais elétricas a gás natural (não definidas pelo utilizador). Desta forma tem-se que:

• (Geração nacional + Importações) > Consumo doméstico

― a geração de gás natural é nula, sendo o excesso de produção elétrica exportada

• (Geração nacional + Importações) < Consumo doméstico

― a geração de gás natural é calculada de forma a satisfazer a procura em falta, ou seja, Geração a gás natural = Consumo doméstico – Geração nacional – Importações

Adicionalmente, o simulador ainda garante que a capacidade instalada de centrais elétricas a gás natural é suficiente para satisfazer a ponta de consumo elétrico. Para tal, o simulador assume a manutenção do perfil de consumo atual (5.500 horas) para determinar ponta de consumo elétrico. Com base nos fatores de disponibilidade na ponta, a capacidade de gás natural no sistema deve ser tal que assegure uma margem de reserva mínima de 110% face à ponta de consumo. Todos custos inerentes a uma eventual sub-utilização das centrais a gás a natural, por efeito de assegurar potência ao sistema, estão considerados no simulador. A título ilustrativo, apresenta-se o balanço elétrico para 2020 na opção de menor dificuldade (outras opções têm impacto no consumo doméstico com respetivos ajustes na geração térmica, em particular ao nível da geração a gás natural).

Balanço elétrico Energia em 2020

[TWh]

Geração renovável e cogeração 40,5

Geração térmica (carvão, gás natural e fuelóleo) 17,5

Importação líquida 4,5

Consumo de bombagem -3

Perdas de transporte e distribuição -5,5

Consumo doméstico 54


22

5.3. EMISSÕES As emissões de GEE têm um efeito de aumento da temperatura global do planeta com forte impacto ao nível das alterações climáticas. Para efeito do cálculo das emissões, o simulador considera:

• Emissões de CO2 energéticas: CO2 libertado por processos de combustão de combustíveis (setores energético, transportes, industrial, serviços e residencial)

• Emissões de CO2 não-energéticas: CO2 libertado por outros processos não energéticos (essencialmente pelos processos industriais)

• Emissões não-CO2: CH4, N2O, entre outros, que representam atualmente cerca de 20% dos gases de GEE (essencialmente agricultura e resíduos)

As emissões não-CO2 não estão disponíveis para alterações por parte do utilizador. Relativamente às emissões de CO2, para além das diversas opções que permitem a substituição do consumo de hidrocarbonetos (carvão, petróleo ou gás natural), estão previstos 2 mecanismos que permitem atuar diretamente sobre o volume de CO2 emitido, mitigando assim a sua emissão para a atmosfera:

• CCS: aplicado às seguintes emissões CO2:

― Setor elétrico: emissões de CO2 energéticas das centrais de carvão

― Setor industrial: emissões de CO2 não-energéticas dos processos industriais

• Geosequestração: aplicado à globalidade das emissões de CO2

O CCS é um processo de captura de CO2 de fontes emissoras de carbono, impedindo a sua libertação para a atmosfera, bem como posterior sequestro através do armazenamento em formações geológicas debaixo de terra ou no fundo dos oceanos, evitando desta forma consequências nocivas para o meio ambiente. Qualquer processo que origine uma combustão de hidrocarbonetos com o oxigénio assume-se como uma fonte emissora de carbono. Apesar do processo de captura e injeção de CO2 em formações geológicas estar tecnicamente dominado e em prática há várias décadas para diversos fins, como é o caso da recuperação avançada em poços de petróleo, o armazenamento a longo prazo do CO2 é um conceito relativamente novo. O primeiro piloto comercial foi Weyburn, em 2000, mas ainda existem muitas incertezas em termos de operacionalidade em larga escala, segurança e custos associados. O CCS tipicamente não consegue reter todas as emissões de CO2 de um processo de combustão, para além de diminuir as eficiências dos processos a ele associados, por via de aumento do consumo energético. Neste sentido, o simulador prevê uma captura de apenas 90% das emissões bem como de uma redução de eficiência em 10% (face ao mesmo processo sem CCS). No Simulador 2050, o CCS pode ser definido através das opções de capacidade do CCS no setor elétrico (centrais de carvão) ou através da percentagem do setor industrial com soluções de CCS incorporadas diretamente ao nível dos processos industriais. A geosequestração é um dos objetivos da geoengenharia que propõe resolver os problemas climáticos do planeta através do controlo e manipulação das variáveis-chave do meio ambiente, tal como as emissões de GEE. As tecnologias de geosequestração conseguem retirar CO2 diretamente da atmosfera armazenando-o em rochas, lamas ou outros materiais geoquímicos. Um exemplo desta tecnologia é a remoção de CO2 da atmosfera através da construção de árvores sintéticas. No Simulador 2050 estão previstas 4 opções relativamente à geosequestração - remoção da atmosfera de 0, 1, 2 ou 3 MtonCO2 / ano em 2050.


23

6. OUTPUTS

O Simulador 2050 permite visualizar um vasto conjunto de outputs. Estes outputs contemplam gráficos e tabelas com dados de 2000 a 2050 (2000 a 2010 são valores históricos reais) agrupados nas seguintes categorias:

• Energia primária [ktep]: consumo nacional de energia primária

• Energia final [ktep]: consumo nacional de energia final

― por combustíveis

― por setores

• Eletricidade [ktep]: geração/consumo de eletricidade

― por tecnologias

― por setores

• Eletrificação da sociedade [%]: peso da eletricidade no consumo final de cada setor

• Emissões de GEE [MtonCO2eq]: emissões totais de GEE

• Fluxos de energia [ktep]: sankey graph com fluxos de energia primária, final e consumo

― em 2020

― em 2050

• Desempenho [% vs. ‘000M€ e % dificuldade]: posicionamento do caminho escolhido

― Redução de emissões de GEE vs. custo da energia

― Redução de emissões de GEE vs. nível de dificuldade de implementação

• Resultados

― Balanço energético

� Dependência energética [%] � Energia primária vs. BaU [%/ano]

― Renováveis

� Renováveis / Geração Elétrica [%] � Renováveis / Energia final [%]

― Emissões

� Fator de emissão [gCO2/kWh] � Emissões GEE vs. 1990 [%]

― Custos do sistema

� Fatura energética [M€'10/ano] � Custo total da energia [M€'10/ano] � Custo da eletricidade [€'10/MWhe] � Custo da energia [€'10/MWh]


24

Os outputs resultantes da simulação são atualizados on-line mediante as opções selecionadas pelo utilizador. Os outputs são acompanhados de um switch que permite comutar os resultados entre forma gráfica e tabela.

Como exceção desta funcionalidade, e por motivos de simplificação gráfica, os seguintes três outputs estão apenas disponíveis numa modalidade:

• Fluxos de energia: só disponível em gráfico

• Desempenho: só disponível em gráfico

• Resultados: só disponível em tabela

6.1. ENERGIA PRIMÁRIA, FINAL E ELETRICIDADE Com este output é possível analisar, graficamente ou em tabela, a evolução do consumo nacional de energia primária e final, bem como de eletricidade, desde 2000 e 2050. Os dados de 2000 a 2010 são valores históricos reais.


25

6.2. ELETRIFICAÇÃO DA SOCIEDADE Com este output é possível analisar, graficamente ou em tabela, a evolução da percentagem de eletricidade consumida no consumo final nacional desagregada por setores:

• Transportes

• Indústria

• Serviços, agricultura e pescas

• Residencial

Os dados de 2000 a 2010 são valores históricos reais.

6.3. EMISSÕES DE GEE Com este output é possível analisar, graficamente ou em tabela, a evolução do total de emissões de GEE, desagregadas em:

• Emissões CO2 (não energéticas)

• Emissões CO2 (energéticas)

• Emissões Gases de Efeito de Estufa não-CO2

Os dados de 2000 a 2010 são valores históricos reais.

6.4. FLUXOS DE ENERGIA

Com este output é possível visualizar detalhadamente os fluxos energéticos desde as várias formas de Energia Primária (à esquerda) até ao consumo por setores e perdas (à direita). Entre a energia primária e o consumo / perdas explicitam-se ainda as respetivas transformações energéticas:

• Cogeração (para calor e eletricidade)

• Geração térmica (para eletricidade)

A caixa de Rede Elétrica engloba toda a energia elétrica proveniente das diversas fontes elétricas (renováveis, geração térmica, cogeração ou importação). As perdas a jusante da Rede Elétrica referem-se exclusivamente a perdas de transporte e distribuição.


26

Este gráfico está disponível para os anos de 2020 e 2050.

Passando o apontador numa linha de fluxo ou caixa de gráfico, o gráfico realça apenas os elementos com ele relacionados facilitando desta forma a sua leitura.


27

6.5. DESEMPENHO Os gráficos de desempenho permitem ao utilizador enquadrar o seu caminho, em termos dos três eixos estratégicos (Emissões, Custo da energia e Dificuldade de implementação), e confrontá-los com os cinco caminhos pré-definidos no simulador. Neste sentido, o desempenho é analisado simultaneamente em duas vertentes:

• Redução de emissões de GEE vs. custo da energia

• Redução de emissões de GEE vs. nível de dificuldade de implementação

O caminho definido pelo utilizador, determinado nos gráficos como um ponto (x,y), é o alvo de uma mira que separa o espaço de soluções em quatro quadrantes, tal como se apresenta na figura seguinte.

Desta forma, para cada vertente de análise de desempenho, é possível identificar os resultados em diferentes espaços de soluções:

• Espaço de soluções dominadas pelo caminho do utilizador: quadrante superior direito

• Espaço de soluções dominadoras face ao caminho do utilizador: quadrante inferior esquerdo

As restantes soluções apresentam uma relação custo / benefício diferente que corresponde a um diferente compromisso da sociedade. Não existem caminhos certos ou errados, apenas caminhos mais ou menos custo-eficazes na redução das emissões de GEE.


28

6.6. RESULTADOS Os resultados do simulador enquadram-se 4 grupos:

• Balanço Energético (dependência energética e energia primária vs. BaU)

• Renováveis (renováveis/geração Elétrica e renováveis / energia final)

• Emissões (fator de emissão e emissões GEE vs. 1990)

• Custos do sistema (fatura energética, custo da energia e de eletricidade)

Os três valores realçados pelas molduras indicam os resultados dos três objetivos do simulador:

• Emissões de GEE, em 2050, face ao valor verificado em 1990

• Custo total da energia

• Nível de dificuldade


29

6.6.1. Balanço energético

Dependência energética:

• Calculada pelo quociente entre a energia primária obtida em Portugal e a consumo total nacional de energia primária

• Para efeitos de energia primária obtida em Portugal são contabilizadas as seguintes fontes energéticas:

― Bio (biomassa13 e biogás)

― Solar térmico

― Renováveis elétricas (hídrica, eólica, solar, geotérmica, oceânica, etc.)

Energia primária vs. BaU:

• Calculado pelo quociente entre a energia primária total consumida (resultante do caminho do utilizador) e a energia primária resultante do caminho de menor dificuldade (BaU)

6.6.2. Renováveis Renováveis / Energia Final:

• Calculado pelo quociente entre as renováveis totais (elétricas e não) e o consumo total de energia final

Renováveis / Geração Elétrica:

• Calculado pelo quociente entre:

― Numerador: geração elétrica renovável14 deduzido da geração hídrica proveniente de bombagem (excluindo importações)

― Denominador: geração elétrica bruta (incluindo perdas e consumo de bombagem)

6.6.3. Emissões Fator de emissão:

• Calculado pelo quociente entre as emissões totais de GEE e o consumo total de energia final

Emissões GEE vs. 1990:

• Calculado pelo quociente entre as emissões totais de GEE e as emissões totais de GEE verificadas em 1990

13 Biomassa nacional até um máximo de ~42 TWh anuais, de acordo com o cenário CA70 do Roteiro Nacional de Baixo Carbono 14 Ajuste para ano hídrico médio


30

6.6.4. Custos do sistema Fatura energética:

• Custo total das importações de energia e CO2 necessárias para satisfazer o consumo interno

• Para efeitos de importações líquidas são contabilizadas as seguintes fontes energéticas:

― Nuclear

― Carvão

― Gás natural

― Bio (biomassa importada15 e biocombustíveis)

― Importações de eletricidade

• Não se deduz qualquer margem obtida por eventuais exportações

Custo total da energia:

• Somatório das seguintes parcelas:

― Fatura energética

― Custos da produção de eletricidade (excluindo as importações de eletricidade)

― Custos do CCS nos processos industriais

Custo da eletricidade:

• Calculado pelo quociente entre o Custos da produção de eletricidade (incluindo as importações de eletricidade) e o Consumo elétrico nacional

Custo da energia:

• Calculado pelo quociente entre o Custo total da energia e o Consumo total de energia final

15 Em excesso a 42 TWh anuais


31

7. PRESSUPOSTOS O Simulador 2050 refere-se a Portugal e utiliza dados reais de 2000 a 2010. As fontes de informação utilizadas para estes dados são as seguintes:

• DGEG (Balanços energéticos16): consumos e fluxos energéticos

• DGEG (Fatura energética): volumes e preços de importações de energia

• EEA (Balanço europeu de emissões): emissões reais de GEE em Portugal

Para o período de 2010 a 2050, o simulador considera os seguintes tipos de dados:

• Dados fixos: pressupostos pré-definidos no simulador

• Dados variáveis: dependem das opções do utilizador nas várias questões do simulador

Foi utilizado um conjunto alargado de fontes para os dados fixos entre 2010 a 2050. A título exemplificativo apresentam-se algumas das fontes utilizadas para este fim:

• IEA (World Energy Outlook): preços de longo prazo

• Governo (PNAER revisto17): objetivos de renováveis para 2020

• RNBC (Roteiro Nacional de Baixo Carbono): emissões, cenários e pressupostos

• Eurelectric (Power Choices): evolução de emissões não energéticas

De seguida, apresenta-se uma breve descrição dos restantes dados fixos constantes no Simulador 2050.

7.1. ENERGIA PRIMÁRIA E FINAL O simulador não assume variações de stocks, pelo que a geração/aprovisionamento de energia é naturalmente igual às necessidades energéticas identificadas ao nível do consumo.

O consumo energético é aferido ao nível da energia final; neste sentido, são contabilizadas perdas sempre que existam redes de transporte e distribuição da geração/aprovisionamento até ao consumo final:

• Eletricidade: 8,8% (da geração de eletricidade)

• Gás natural: 0,5% (do consumo doméstico)

16 Apenas se considerou 60% do consumo histórico de biomassa residencial do balanço total da DGEG, em linha com o consumo / capita dos restantes países do sul da Europa – ajuste em baixa já revisto pela DGEG a partir do balanço energético de 2010; adicionalmente, não se considerou o consumo de petróleo não energético 17 Linhas estratégicas para a revisão dos Planos Nacionais de Ação para as Energias Renováveis e Eficiência Energética, Governo de Portugal, jun‘12


32

As conversões de energia final para energia primária são efetuadas com base na seguinte tabela (dados para 2050).

Energia primária Eletricidade Aquecimento/

Arrefecimento Transporte

Nuclear 38% - -

Carvão sem CCS 35% 80% -

Carvão com CCS 31% 80% -

Petróleo 30% 80% 90%

Gás Natural 50% 80% 95%

Biomassa 30% 100% -

Biogás 30% 100% -

Biocombustíveis - 90% 90%

Solar térmico - 100% -

7.2. AQUECIMENTO E ARREFECIMENTO

As necessidades energéticas de aquecimento e arrefecimento são a soma de:

• Consumo elétrico: sistemas de aquecimento e arrefecimento elétricos

― Bombas de calor com potencial de aumento de penetração a partir de 2020

― Os ganhos de eficiência associados às bombas de calor são definidos através da evolução do CoP, tal como se apresenta na tabela seguinte.

CoP 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Bombas de calor 3,0 3,0 3,0 3,5 4,0 4,3 4,7 5,0 5,3 5,7 6,0

• Consumo não elétrico: sistemas de aquecimento e arrefecimento não-elétricos

― Evolução do mix de combustíveis atuais para os mix apresentados na tabela seguinte (dados para 2050)

Fonte de energia Residencial Serviços Indústria

Carvão 0% 0% 0%

Petróleo 0% 0% 0%

Gás Natural 35% 75% 57%

Biomassa 30% 0% 40%

Biogás 5% 5% 3%

Biocombustíveis 0% 0% 0%

Solar térmico 30% 20% 0%

Total 100% 100% 100%

De notar que a migração de consumo não-elétrico para consumo elétrico (eletrificação) é um dos parâmetros definidos pelo utilizador.


33

7.3. TRANSPORTES

Ao nível dos transportes está prevista a possibilidade de mudança tecnológica, dos derivados de petróleo para eletricidade ou outro combustível, tal como se encontra descrito na tabela seguinte (só com expressão a partir de 2020).

Tipo Veículo Alternativa elétrica ao

petróleo

Alternativa não-elétrica

ao petróleo

Rodoviário ligeiro

Carro ICE18

gasolina 50% BEV19

50% PHEV20 CNG21

Carro ICE gasóleo 50% BEV

50% PHEV Biocombustível

Moto ICE gasolina Elétrico n.d.

Rodoviário pesado Camião ICE gasóleo n.d. CNG

Não-rodoviários Vários (barcos, comboios e

aviões) Elétrico

80% Biocombustíveis 20% Gás natural

Para os transportes rodoviários, estão ainda previstas reduções de consumo unitário ao longo do tempo para todas as tecnologias por via do aumento da eficiência energética dos veículos, tal como se apresenta na tabela seguinte.

Veículo Fonte Energia Consumo [kWh/100 km]

2010 2050

Carro ICE gasolina Gasolina 76,9 52,4

Carro ICE gasóleo Diesel / Biocomb. 78,0 53,1

Carro PHEV Gasolina / Eletric. 23,3 16,7

Carro BEV Eletricidade 18,0 13,4

Carro CNG Gás Natural 76,9 52,4

Moto - ICE Gasolina 43,4 29,6

Moto - BEV Eletricidade 4,5 3,4

Pesado Gasolina / Gás Nat. 394,1 268,5

Para os transportes não-rodoviários é considerada uma TACC de 1% para o consumo. Este valor tem em conta o aumento expectável das necessidades não rodoviárias combinado com uma crescente eficiência energética do setor.

18 ICE (Internal Combustion Engine): Motor de combustão interna 19 BEV (Battery-Electric Vehicles): Veículo puramente elétrico 20 PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicles): Veículos híbrido a eletricidade e a combustível fóssil 21 CNG (Compressed Natural Gas): Veículo a gás natural comprimido


34

7.4. ELETRICIDADE

7.4.1. Consumo O consumo elétrico BaU previsto no simulador evolui a 1%/ano entre de 2010 e 2050, de acordo com a seguinte tabela. Consumo

elétrico

BaU

2000

2005

2005

2010

2010

2015

2015

2020

2020

2025

2025

2030

2030

2035

2035

2040

2040

2045

2045

2050

Variação

anual 3,6% 1,8% -0,7% 2,4% 1,5% 1,3% 1,2% 1,1% 1,0% 0,8%

A tabela seguinte apresenta o potencial máximo de medidas de EE previsto no simulador. Estima-se este potencial como realista uma vez que já exclui a massificação de tecnologias caras não maduras, limita paybacks elevados, impõe curvas de adoção realísticas ao longo do tempo, etc.

Potencial realista de EE [ktep] 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Residencial 31 79 100 114 131 153 181 222

Serviços 151 347 470 544 612 667 704 722

Industrial 142 322 421 496 565 622 661 651

Total 324 748 991 1.155 1.309 1.442 1.546 1.595

Para efeitos do cálculo da ponta de consumo assumem-se as 5.500 horas do perfil atual.

7.4.2. Geração A tabela seguinte apresenta os regimes de funcionamento previstos no simulador em 2050.

Tecnologia / Fonte de energia Regime de funcionamento em 2050

[horas equivalentes]

Nuclear 7.000

Eólica terrestre 2.200

Eólica marítima 3.500

Biomassa e resíduos 6.500

Solar Fotovoltaica 1.600

Solar Térmica 3.000

Geotérmica 6.700

Oceânica 3.000

Cogeração 4.810

Renovável (Solar PV) 1.573

Carvão com CCS22

6.000

22 Disponível a partir de 2025 (inclusive)


35

Para efeitos do cálculo da capacidade necessária para satisfazer a ponta são considerados os seguintes pressupostos.

Tecnologia / Fonte de energia Fator de disponibilidade

na ponta de consumo

Hidroelétrica 50%

Nuclear 94%

Eólica terrestre 6%

Eólica marítima 6%

Biomassa e resíduos 75%

Solar Fotovoltaica 0%

Solar Térmica 25%

Geotérmica 75%

Oceânica 6%

Cogeração 50%

Renovável (Solar PV) 0%

Carvão 94%

Gás natural 94%

Fuelóleo 94%

Interligação 60%

Margem de reserva mínima 110%

Até 2020, a capacidade elétrica instalada em regime especial está fixa no simulador, em conformidade o PNAER revisto, pelo que as decisões do utilizador apenas têm efeito no pós-2020.

Tipo Tecnologia Capacidade em 2020

[MW]

Centralizado

Eólica terrestre 5.298

Eólica marítima 2

Biomassa e resíduos 370

Solar Fotovoltaico 177

Solar Térmico 50

Geotérmico 30

Oceânica 6

Cogeração 2.023

Distribuído Renovável (Solar PV) 323

Outros pressupostos do simulador sobre o setor elétrico nacional:

• Geração a fuelóleo: produção nula já em 2015

• Geração a carvão (sem CCS): 5 TWh em 2015 com produção nula pós-2020

• Capacidade de interligação: 5000 MW em 2050

• Consumo de bombagem: ~3 TWh em 2020 evoluindo até ~7 TWh em 2050


36

7.5. COGERAÇÃO E CALOR A tabela seguinte apresenta as eficiências médias de cogeração assumidas por tecnologia (dados para 2050).

Cogeração Eletricidade Calor Total Fuelóleo 29,0% 44,3% 73,3% Gás Natural 35,1% 46,3% 81,5% Biomassa 20,0% 55,2% 75,2%

A cogeração está dividida em:

• Cogeração renovável: mantem o peso atual face à não renovável até 2050 (~30%)

• Cogeração não renovável: assume-se que até 2050 o fuelóleo desaparece do mix, ficando apenas baseado no gás natural no longo prazo

A tabela seguinte apresenta o peso da cogeração por setor.

Cogeração por setor 2050

Serviços e Agricultura 5%

Indústria 95%

7.6. NÍVEL DE DIFICULDADE

O nível de dificuldade situa-se entre o 0% e 100%. O menor nível de dificuldade está associado a todas as opções do utilizador no nível 1 enquanto que, por oposição, o nível dificuldade mais elevado corresponde a todas as opções selecionadas no nível 4. O nível de dificuldade reflete a dificuldade de implementação das várias opções energéticas:

• Procura: alterações comportamentais, infraestrutura e restrições de liquidez

• Oferta: impactos ambientais, segurança e licenciamento

• Emissões: disponibilidade tecnológica e imposições legais

Neste sentido, estão previstos diferentes pesos de dificuldades para cada uma das questões do simulador de acordo com o nível necessário de mudança comportamental, aceitação pública ou maturidade tecnológica.


37

7.7. EMISSÕES As emissões de GEE (CO2 equivalente) são calculadas (a nível nacional) pelo consumo de hidrocarbonetos ao nível da energia primária, tal como se apresenta na tabela seguinte.

Hidrocarbonetos gCO2/kWht

Carvão 308

Petróleo 250

Gás Natural 184

O simulador assume por defeito uma evolução decrescente das emissões (melhoria da intensidade carbónica), tal como se apresenta na tabela seguinte.

Emissões

[MtonCO2] 1990 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Emissões de CO2

energéticas 39 59 62 48 - - - - - - - -

Emissões de CO2

não-energéticas 4 7 8 7 7 7 7 7 7 6 6 5

Emissões não-CO2 17 19 19 17 16 16 14 14 13 11 7 4

TOTAL 60 84 89 72 66 60 57 54 48 40 28 22

Relativamente ao CCS tem-se que:

• CCS na eletricidade: aplicado somente a centrais a carvão com captura de 90% das emissões de CO2 (emitindo, portanto, ainda 10% do conteúdo carbónico do carvão)

• CCS na indústria: aplicado somente aos processos industriais de acordo com a tabela seguinte

Processos

industriais

[ktonCO2]

1990 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Emissões

GEE totais 4.664 6.262 6.944 5.756 - - - - - - - -

Emissões

de CO2 4.137 5.374 5.591 4.209 4.732 4.747 4.764 4.808 4.761 4.623 4.068 3.360


38

7.8. CUSTOS O custo total de energia apresentado no simulador resulta da uma soma de:

i) Custo da eletricidade (custo nivelado de geração elétrica × geração elétrica) ii) Custo de energia e CCS (fatura de importação de combustíveis, licenças de CO2 e CCS)

Neste sentido, não estão incluídos no custo total de energia as seguintes rúbricas:

• Investimentos de particulares ou empresas em medidas de eficiência energética

• Investimentos de particulares ou empresas em medidas de eletrificação, gaseificação ou mudança para biocombustíveis

• Custo das redes de transporte e distribuição de eletricidade e gás natural

• Custos das refinarias, transporte e distribuição dos derivados de petróleo ou biocombustíveis

Investimentos em medidas de eficiência energética ou em mudança de combustível não afetam diretamente o custo pago pela energia, ainda que tenha naturalmente impacto ao nível do custo total incorrido pelos utilizadores ao nível do consumo energético. Tendo por base uma evolução demográfica pré-determinada, os custos de rede de transporte e distribuição de eletricidade e gás natural são relativamente estáveis para as várias simulações possíveis, tendo em conta a sua natureza essencialmente fixa. Desta forma, em termos comparativos, estes custos não deverão ter impactos relevantes entre cenários. Assumindo que os fortes investimentos efetuados recentemente em Portugal ao nível da cadeia de valor do petróleo (refinarias e rede de abastecimento) têm capacidade para satisfazer o consumo atual, com uma folga para o crescimento esperado a médio prazo, mais uma vez em termos comparativos não se esperam impactos relevantes entre cenários.

7.8.1. Eletricidade O custo de eletricidade é aferido pelo produto dos custos nivelados das várias tecnologias de produção elétrica pela respetiva geração. Para o cálculo dos custos nivelados são consideradas as seguintes variáveis-chave:

― Vida económica: anos de vida do ativo

― CAPEX23: Custo de investimento

― FOM24: Custos fixos de operação e manutenção

― VOM25: Custos variáveis de operação e manutenção

― Regime de funcionamento: Horas equivalentes de funcionamento

23 CAPEX: CAPital EXpenditure 24 FOM: Fixed O&M 25 VOM: Variable O&M


39

Na tabela seguinte estão detalhadas as variáveis-chave das várias tecnologias de produção elétrica (dados para 2050).

Tecnologia / Fonte de energia

Vida

económica

[Anos]

CAPEX

[€’10/kW]

FOM

[€’10/kW]

VOM

[€’10/MWh]

Hidroelétrica 60 1.500 10,00 0,00 Nuclear 40 4.000 55,00 17,74 Eólica terrestre 25 1.000 20,00 4,50 Eólica marítima 20 2.500 50,00 10,00 Biomassa e resíduos 30 2.300 50,00 8,00 Solar Fotovoltaica 25 700 20,00 0,00 Solar Térmica 25 1.500 10,00 11,00 Geotérmica 30 3.000 25,00 9,00 Oceânica 20 3.000 70,00 10,00 Cogeração 25 500 50,00 1,75 Renovável (Solar PV) 25 1.800 20,00 0,00 Carvão (com CCS

26) 40 2.200 37,50 18,00

Gás Natural 30 650 19,70 1,75 Fuelóleo 30 500 50,00 1,75

O cálculo dos custos nivelados é realizado com base num custo de capital de 8%.

7.8.2. Energia e CCS Os preços de petróleo, carvão, gás e CO2 para 2050 são configuráveis pelo utilizador. Os restantes custos de matérias-primas e câmbio, não configuráveis pelo utilizador, são os seguintes:

• Nuclear: 4 €’10/MWhe em 2050

• Biomassa: 9 €’10/MWht em 2050 (30 €’10/MWhe em 2050)

• Importações de eletricidade: 70 €’10/MWht em 2050

• Câmbio USD/EUR: 1,3 em 2050

Ao nível elétrico, verifica-se um custo adicional do CAPEX das centrais elétricas a carvão com CCS, que é balanceado pela redução em 90% dos custos de CO2 (captura de 90% das emissões com o CCS). Ao nível industrial, aplicou-se o custo estimado do CCS27 ao mix industrial nacional. Neste sentido, o simulador considera 50€’10/MWh no médio prazo (2025) a decrescer linearmente até 40€’10/MWh em 2050. A fatura energética nacional, bem com os restantes custos de eletricidade e de energia incluem os custos de CO2 (aos preços definidos pelo utilizador).

26 O CAPEX de centrais de Carvão sem CCS é inferior, na ordem dos 1800€’10/kW 27 “Comparative assessment of CO2 capture technologies for carbon-intensive industrial processes”, Progress in Energy and Combustion Science 38 (2012) 87 – 112, Elsevier

Simulador 2050 · Transportes Procura dos transportes rodoviários % 10% 5% -5% -10% Evolução do...

Documents

Transcript of Simulador 2050 · Transportes Procura dos transportes rodoviários % 10% 5% -5% -10% Evolução do...