Sustainable Energy Without the hot air (MacKay, 2009) para...

Sustainable Energy – Without the hot air (MacKay, 2009) para a

Realidade Brasileira

Gerência de Alternativas Energéticas

Extrato de Mackay (2009) para Grã-

Bretanha

Estudo com abordagem interessante com as seguintes premissas: • Cálculos simples Back-of-Envelop Calculations... • Arredondamentos: melhor fixação e mais simplicidade • Comparações simples e concretas: Barra de Manteiga

• Democratização e Justiça: todos demandam e todos tem acesso • A produção e o consumo são postos na mesma base:

kWh/dia por pessoa

Parte I

Capitulo 1

Emissões de CO2 per Capita

https://www.google.com.br/publicdata

Enquanto o mundo possui uma média de emissão 5 tons CO2/ano, no Brasil essa média é de 2 tons CO2/ano, lembrando que historicamente nossa emissões são maiores apenas que as Regiões do Sul da Ásia e da África Subsaariana!

Histórico de Emissões por Setor

Fonte: MCTI - Estimativas anuais de emissões de gases de efeito estufa no Brasil, 2013

É possível inferir uma tendência de queda nas emissões do Brasil a partir de 2005. No setor de energia existe uma leve tendência de crescimento nas emissões.

Capitulo 2

Consumo Produção

Eólico

Solar

Hídrica

Oceânica

Calor/Frio

Transporte

Iluminação

SI e aparelhos

Nuclear

Geotérmico

Industrial

Alimentos

Das fontes foram excluídas apenas as de origem Fóssil: carvão, petróleo e gás natural, uma vez que a intenção deste trabalho é investigar de forma preliminar a capacidade das demais fontes (renováveis e nuclear) em suprir a demanda. A Biomassa é contemplada como uma forma derivada da Energia Solar.

Os consumos previstos são representativos da demanda energética.

Consumo Total

Consumo Total

Produção Sustentável Concebível

Total Produção Sustentável Concebível

Total

Visões possíveis sobre Produção e Consumo

Deve-se ter uma visão global e não apenas sob o aspecto de viabilidade econômica. “...uma coisa que eu tenho certeza é de que as respostas para as questões energéticas sustentáveis envolvem números...”

David Mackay, 2009

Capitulo 3

Transporte terrestre

Necessidade de Transporte para o Contexto Brasileiro

• Deslocamento individual (ou necessidade de deslocamento) médio por dia1: 22,5 km;

• Distância por unidade de combustível2: 9 km/l

• Quantidade de energia aproximada em 1 kg de manteiga: – 7 kWh: para efeito de comparação

• Densidade energética do petróleo3:

• Necessidade Energética para Transporte:

• É interessante notar que a necessidade de deslocamento do brasileiro é 37,5% menor que a necessidade de deslocamento de um cidadão britânico (40 kWh/dia)!

• Essa necessidade equivale ao consumo aproximado de 4 barras de 1 kg de manteiga...

1 - Sistema de Informações da Mobilidade Urbana, Dez/2012 - ANTP 2 – Veículos leves: 9,7 km/l; O consumo de Diesel é também da Ordem de 9,2 km/l 3 – Valor aproximado, conforme utilizado por Mackay (2009)

pessoapordiakWhlkWhxlkm

diakm

Consumo

DistânciaEnergia /25/10

/9

/5,22

Consumo Produção

Transporte:

25 kWh/dia

Em Mackay (2009) o deslocamento considerando foi de 50 km. Para o Brasil foi encontrado o valor médio de 22,5 km, mas este valor tende a aumentar significativamente, podendo chegar nas grandes metrópoles a 100 km. A relação de aumento nesse caso seria de um aumento de 4 vezes. Por outro lado a eficiência dos veículos também tende a aumentar, podendo inclusive mais que dobrar, caso sejam utilizados veículos elétricos. Entretanto essa é uma opção ainda não definida tecnologicamente e também com alto custo do veículo. Mas a oportunidade de transformação tecnológica levaria a eficiência total do combustível de 15% (fóssil em MCI) para 40% em VE. Esse valor expressa uma sensibilidade das necessidades de energia para transporte.

pessoapordiakWh

lkWhxlkm

diakm

/50

/102./9

4./5,22

Capitulo 4

Eólico

Potencial de Produção de Energia Utilizando a Fonte Eólica: Brasil

• O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, editado pelo Cresesb (2001), considerando ventos acima de 6 m/s - torres de 50 m de altura, que é a velocidade acima da qual é possível gerar energia elétrica, estima a produção total de energia em 272,2 TWh/ano associado a uma capacidade instalada de 143 GW.

• É interessante observar que a tecnologia atual permite torres maiores e portanto maior produção de energia.

pessoapordia

kWh

pessoa

dia

kWhx

dia

kWhx

TWh

kWhx

dia

anox

ano

TWhEnergia

00,4000.000.186

1074,0

1074,01

10

3652,272

9

99

Consumo Produção

Eólico:

4 kWh/dia Dados de 2001

Transporte:

25 kWh/dia

Esse cálculo já considera: On-Shore Off-Shore

Potencial de Produção de Energia Utilizando a Fonte Eólica: Brasil

• É interessante observar que a tecnologia atual permite torres maiores e isso possui impactos na produção de energia elétrica;

• O Atlas Eólico do Estado de Minas Gerais (2009):

• Aplicando-se um fator de 3,57 decorrente da produção de eletricidade em torres de 100 m:

pessoapordia

kWh28,14

Altura da Torre (m) Potência (MW) Energia (GWh)

50 10.570 25.781

75 24.742 57.812

100 39.043 92.076

Consumo Produção

Eólico:

14 kWh/dia

Extrapolação Baseada na

Experiência Eólica de Minas Gerais –

Atlas de 2009

Transporte:

25 kWh/dia

Esse cálculo já considera: On-Shore Off-Shore

Capitulo 5

Transporte Aéreo

Necessidade de Transporte Aéreo para o Contexto Brasileiro

• Uma abordagem que poderia ser feita é a divisão do consumo de energia pela população resultando em:

• Esta abordagem é conceitualmente mais correta uma vez que coloca na mesma base de comparação (por dia por pessoa)

pessoapordia

kWh

d

kWh

l

kWhx

d

anox

m

lx

ano

m

10,1

10.05,210

365

1100010.5,7 8

3

36

1 - PLANO DE VOO PARA BIOCOMBUSTÍVEIS de AVIAÇÃO NO BRASIL: PLANO DE AÇÃO, 2013

Consumo Produção

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia

Eólico:


É importante ressaltar que uma vez que grande parte da população brasileira não tem acesso aos custos e benefícios da aviação e também considerando-se que existe uma expectativas no crescimento econômico e social, que por sua vez poderiam promover essa inclusão, pode-se notar que se trata de um número que ainda pode crescer significativamente. Um exemplo será dado a seguir: Considerando que cada brasileiro faça uma viagem nos extremos do Brasil (note que ainda não se trata de acesso a viagens continentais), como por exemplo Rio Grande do Sul – Amazonas, a distância percorrida seria de 10.000 km e neste caso: Note que o mesmo raciocínio de Mackay(2009) para viagem internacional é também valido para o Brasil em uma condição de desenvolvimento social e econômico de pais de primeiro mundo, conforme pretendido é perseguido. Desta forma como uma demanda limite poderia ser considerado o dado de Mackay que é de 30 kWh/dia por pessoa . Esse valor, em última análise expressa a ampla possibilidade de variação da demanda de energia para transporte aéreo.

passageirodia

kWh

diasx

passageiro

kWh

l

kWhx

spassageiro

lx

39,22

365

18173

10416

000.1702

Consumo Produção

Transporte:

25 kWh/dia

Eólico:

14 kWh/dia



Atlas de 2009

Aviação

1 kWh/dia

É importante ressaltar que uma vez que grande parte da população brasileira não tem acesso aos custos e benefícios da aviação e também considerando-se que existe uma expectativas no crescimento econômico e social, que por sua vez poderiam promover essa inclusão, pode-se notar que se trata de um número que ainda pode crescer significativamente. Um exemplo será dado a seguir: Considerando que cada brasileiro faça uma viagem nos extremos do Brasil (note que ainda não se trata de acesso a viagens continentais), como por exemplo Rio Grande do Sul – Amazonas, a distância percorrida seria de 10.000 km e neste caso: Note que o mesmo raciocício de Mackay(2009) para viagem internacional é também valido para o Brasil em uma condição de desenvolvimento social e econômico de pais de primeiro mundo, conforme pretendido é perseguido. Desta forma como uma demanda limite poderia ser considerado o dado de Mackay que é de 30 kWh/dia por pessoa . Esse valor, em última análise expressa a ampla possibilidade de variação da demanda de energia para transporte aéreo.

passageirodia

kWh

diasx

passageiro

kWh

l

kWhx

spassageiro

lx

39,22

365

18173

10416

000.1702

Capitulo 6

Solar

Disponibilidade: Solar Térmico para Aquecimento de Água

• A intensidade solar média no Brasil é de1:

4,91 kWh/m2.dia

• Conversão2: 1 m2 produz 0,7 kWhth

• Para o suprimento de água quente de uma residência típica (três ou quatro moradores), são necessários cerca de 4 m2 de coletor3.

1-http://www.solarenergy.com.br/energia-solar/tabela-radiacao-solar/ 2 – 26 BEEMG 3 - http://www.cerpch.unifei.edu.br/solar.php

pessoasxmx

diam

kWh

4

14

.91,4 2

2

http://www.solarenergy.com.br/energia-solar/tabela-radiacao-solar/











http://www.cerpch.unifei.edu.br/solar.php

http://www.cerpch.unifei.edu.br/solar.php

Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia A variabilidade deste valor depende essencialmente de melhoria de eficiência, sendo marginal

diam

kWh

.2

Consumo Produção

Eólico:

14 kWh/dia

Extrapolação Baseada na Experiência

Eólica de Minas Gerais – Atlas de

2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia

A variabilidade deste valor depende essencialmente de melhoria de eficiência, sendo marginal

diam

kWh

.2

Disponibilidade: Solar Fotovoltaico


4,91 kWh/m2.dia

• Supondo que cada residência instalasse 10 m2/pessoa de painéis fotovoltaicos (Mackay, 2009);

• Eficiência de um módulo FV2: 18%

1-http://www.solarenergy.com.br/energia-solar/tabela-radiacao-solar/ 2 – Dados da USF do Mineirão

pessoapordia

kWhx

pessoa

mx

diam

kWh84,818,010

.91,4

2

2












Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Solar FV – 10m2/p:

9 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia

pessoapordia

kWhx

pessoa

mx

diam

kWh

2

2.


Consumo Produção

Eólico:

14 kWh/dia



2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia

pessoapordia

kWhx

pessoa

mx

diam

kWh

2

2.


Disponibilidade de Terras no Brasil:

Oportunidade imediata de ocupação e onde os interesses serão conflitantes

Muito complexo! Mas tende a diminuir...

Gado e a produção de carne. Tende a crescer.

Questão ambiental...muito complexo...

Produção de alimentos, tende a crescer.

Produção de alimentos, tende a crescer.

Alocação das pessoas, tende a crescer.

Produção industrial, tende a crescer.

Solar???

Disponibilidade: Fazenda Solar


4,91 kWh/m2.dia

• 4% do território brasileiro: 425.500 km2. Isto equivale a 2.287,63 m2/pessoa. É expressivo, mas razoável pela dimensão do país

• Eficiência de um módulo FV: 10% (Mackay, 2009)

1-http://www.solarenergy.com.br/energia-solar/tabela-radiacao-solar/

pessoapordia

kWhx

pessoaxmx

diam

kWh58,898%10

000.000.186

110.404,3

.91,4 211

2












Disponibilidade: Fazenda Solar

• Com 50 kWh/dia por pessoa, considerado no estudo do Mackay (2009) para a Grã-Bretanha, chega-se a uma potência instalada de 1.250 GW.

• Neste sentido a potência a ser instalada no Brasil seria de 22.450 GW.

• A capacidade instalada de Energia Solar Fotovoltaica no mundo hoje é de1: 102 GWp

• A capacidade do SEB2 é de 130.000 GW;

1- http://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaics 2 - http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/OperacaoCapacidadeBrasil.asp

pessoapordia

kWh58,898

http://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaics

http://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaics

http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/OperacaoCapacidadeBrasil.asp

http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/OperacaoCapacidadeBrasil.asp

Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

4,91 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1,10 kWh/dia


8,84 kWh/dia

Solar FV – Fazenda:

900 kWh/dia

x

pessoaxmx

diam

kWh 1

.

2

2

As oportunidades de melhoria em energia solar FV é expressiva, e o que a diferencia do aquecimento é a área de implantação. O que pode reduzir a densidade de potência nesse caso é o aumento da população. Entretanto, conforme os dados de ocupação do território brasileiro a grande questão que se apresentará na medida em que se amplia a ocupação será o conflito pelo uso da terra para alocação de pessoas e produção de alimentos. Contudo, a tecnologia também poderá influenciar criando novas oportunidade de alocação de terras para energia solar sem comprometer os outros usos. É importante notar que esse valor é decorrente da extensão continental do Brasil. Países que não possuem terras dificilmente conseguirão um índice desta ordem.

Consumo Produção

Eólico:

14,28 kWh/dia



2009

Solar – Aq.:

4,91 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1,10 kWh/dia


8,84 kWh/dia


900 kWh/dia

xpessoa

xmxdiam

kWh 1

.

2

2

As oportunidades de melhoria em energia solar FV é expressiva, e o que a diferencia do aquecimento é a área de implantação. O que pode reduzir a densidade de potência nesse caso é o aumento da população. Entretanto, conforme os dados de ocupação do território brasileiro a grande questão que se apresentará na medida em que se amplia a ocupação será o conflito pelo uso da terra para alocação de pessoas e produção de alimentos. Contudo, a tecnologia também poderá influenciar criando novas oportunidade de alocação de terras para energia solar sem comprometer os outros usos. É importante notar que esse valor é decorrente da extensão continental do Brasil. Países que não possuem terras dificilmente conseguirão um índice desta ordem.

Oportunidades Solar para a Produção de Culturas Energéticas

• O Brasil possui disponível para agricultura 101 Mi ha1 (11,9% do território nacional) – correspondendo a uma área por pessoa de 5.430 m2;

• Mackay (2009) informa que segundo o UNDP a potência média por unidade de área (mundial) é de 0,23We/m2;

• Fator de utilização (ou competição): 66%

• Esse valor já considera a conversão em Energia Elétrica.

1- http://www.agricultura.mg.gov.br/images/files/perfil/perfil_brasil1.pdf

pessoapordia

kWhx

dia

hx

pessoa

mx

m

We 78,19%6624543023,02

2

http://www.agricultura.mg.gov.br/images/files/perfil/perfil_brasil1.pdf





Oportunidades para a Produção de Culturas Energéticas (Solar)

• Considerando as melhores culturas (Mackay, 2009):

• Eucalipto: 0,15-0,6 W/m2;

• Cana: 1,2-1,7 W/m2;

É razoável utilizar um índice maior, já que do ponto de vista de culturas energética no Brasil seriam implantadas as culturas indicadas:

• Será então considerado o valor de 1 W/m2;

pessoapordia

kWhx

dia

hx

pessoa

mx

m

We 01,86%6624543000,12

2

Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

20 kWh/dia

Potência pela Média Mundial x

dia

hx

pessoa

mx

m

We

2

2

O valor de densidade para biomassa possui dependência essencialmente de melhorias de eficiência. Um termo que expressa uma grande oportunidade de crescimento é a área/pessoa. Contudo, para que o valor aumente para a biomassa energética é necessário a disputa de espaço com demais usos, entrando inclusive em conflito para outros usos: energético, alimentar, industrial, ambiental. Países com área reduzida terão dificuldades em ampliar este termo. Ao mesmo tempo o aumento da população tende a reduzir este valor

?

Consumo Produção



2009

Solar -Aquecimento.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia

Solar FV – 10 m2/p:

9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia

Baseado na Potência da pela Culturas Energéticas Nacionais

Eólico:

14 kWh/dia

xdia

hx

pessoa

mx

m

We

2

2

O valor de densidade para biomassa possui dependência essencialmente de melhorias de eficiência. Um termo que expressa uma grande oportunidade de crescimento é a área/pessoa. Contudo, para que o valor aumente para a biomassa energética é necessário a disputa de espaço com demais usos, entrando inclusive em conflito para outros usos: energético, alimentar, industrial, ambiental. Países com área reduzida terão dificuldades em ampliar este termo. Ao mesmo tempo o aumento da população tende a reduzir este valor

?

Capitulo 7

Aquecimento e Resfriamento

Demandas de Aquecimento e Resfriamento

• Água quente: – Vazão mínima de conforto1: 0,1 l/s;

– Temperatura mínima de conforto1: 40ºC;

– Tempo médio de banho do brasileiro2: 8 min;

– Temperatura média anual no Brasil3: 20ºC;

• É interessante observar que, devido as condições do Brasil, este valor representa 22% da

demanda inglesa para água aquecida.

1- http://sites.unifra.br/Portals/35/Artigos/2004/41/parametros.pdf 2-http://www.banhoeconomico.com.br/down/ci160409.pdf 3-http://www.suapesquisa.com/clima/

kWhMJ

kWhMJxCx

sxx

s

lx

Cl

J11,1

1

277,04º20

min60min81,0

º4200

http://sites.unifra.br/Portals/35/Artigos/2004/41/parametros.pdf

http://sites.unifra.br/Portals/35/Artigos/2004/41/parametros.pdf

http://www.banhoeconomico.com.br/down/ci160409.pdf

http://www.banhoeconomico.com.br/down/ci160409.pdf

http://www.suapesquisa.com/clima/


• Chaleiras e Fogões: – No Brasil o uso de chaleiras não é destacado como na Grã-Bretanha. Outros

usos que também não são populares no Brasil a ponto de destaque no uso e consumo de energia são: torradeiras e micro-ondas. Este último possui apenas 53% de penetração no mercado brasileiro1.

– Para o Forno elétrico2 o mesmo raciocínio é válido: 0,247kWh/dia por pessoa;

– Eletrodomésticos como: máquinas de lavar, secadora, arejadora de armários, lavadora de pratos não possuem penetração de mercado no Brasil;

1- http://g1.globo.com/economia/seu-dinheiro/noticia/2012/11/geladeira-e-eletrodomestico-com-maior-penetracao-no-pais-diz-estudo.html 2- http://www.futuraeletricidade.com.br/pdf/tabela_eletrodomesticos.pdf

pessoapordia

kWhhkW 247,053,0.

3

1.4,1

http://g1.globo.com/economia/seu-dinheiro/noticia/2012/11/geladeira-e-eletrodomestico-com-maior-penetracao-no-pais-diz-estudo.html


























http://www.futuraeletricidade.com.br/pdf/tabela_eletrodomesticos.pdf


• Chaleiras e Fogões: – Fogão convencional1:

1- BEN2013

pessoapordia

kWh

dias

anox

pessoasx

tep

kWhx

ano

teptalCarvãoVege

pessoapordia

kWh

dias

anox

pessoasx

tep

kWhx

ano

tepQuerosene

pessoapordia

kWh

dias

anox

pessoasx

tep

kWhx

ano

tepGN

pessoapordia

kWh

dias

anox

pessoasx

tep

kWhx

ano

tepLenha

pessoapordia

kWh

dias

anox

pessoasx

tep

kWhx

ano

tepGLP

08,0365

1

000.000.186

1

1

10.63,1110.478:

0008,0365

1

000.000.186

1

1

10.63,1110.5:

05,0365

1

000.000.186

1

1

10.63,1110.296:

10,1365

1

000.000.186

1

1

10.63,1110.472.6:

09,1365

1

000.000.186

1

1

10.63,1110.393.6:

33

33

33

33

33

pessoapordia

kWh32,2




• Refrigeração: – Refrigerador1,2:

– Freezer1,2,3:

– Ar Condicionado4,5: • Penetração no Brasil: 62%

• Tempo de uso diário: 8 h

– Ventilação5:

– O Brasil não possui necessidade de calefação e nem de aquecimento externo, reduzindo consideravelmente a necessidade de consumo de energia

pessoapordia

kWh

pessoas

casax

dias

mêsx

mês

kWh5,0

4

1

30

160

1- http://g1.globo.com/economia/seu-dinheiro/noticia/2012/11/geladeira-e-eletrodomestico-com-maior-penetracao-no-pais-diz-estudo.html 2- http://www.futuraeletricidade.com.br/pdf/tabela_eletrodomesticos.pdf 3 - http://juno.unifei.edu.br/bim/0032109.pdf 4 - https://www.elgin.com.br/portalelgin/site/imprensa/noticia/NoticiaDetalhe.aspx?tp=1&Site=16&IdNoticia=461 5- http://www.sfiec.org.br/acoes/energia/informacoes/consumo_medio.htm

pessoapordia

kWhpenetraçãox

pessoas

casax

dias

mêsx

mês

kWh2,0)(2,0

4

1

30

1120

pessoapordia

kWhpenetraçãox

pessoas

casax

dias

mêsx

mês

kWh55,1)(62,0

4

1

30

1300

pessoapordia

kWh

pessoas

casax

dias

mêsx

mês

kWh25,0

4

1

30

130





























http://juno.unifei.edu.br/bim/0032109.pdf

http://juno.unifei.edu.br/bim/0032109.pdf

https://www.elgin.com.br/portalelgin/site/imprensa/noticia/NoticiaDetalhe.aspx?tp=1&Site=16&IdNoticia=461

https://www.elgin.com.br/portalelgin/site/imprensa/noticia/NoticiaDetalhe.aspx?tp=1&Site=16&IdNoticia=461

http://www.sfiec.org.br/acoes/energia/informacoes/consumo_medio.htm

Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

20 kWh/dia Potência pela Média Mundial

Aviação

1 kWh/dia

Aquecimento e Refrigeração

6,5 kWh/dia

Isso equivale a apenas 16% da necessidade energética deste segmento na Grã-Bretanha. Mesmo imaginando-se um amplo aumento de consumo, devido essencialmente a penetração de mercado de diversos equipamentos, essa densidade de consumo não atingirá o patamar apresentado no estudo de Mackay para a Grã-Bretanha. Isso decorre do fato da necessidade e exigência inglesa para aquecimento e calefação.

Consumo Produção



2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Isso equivale a apenas 16% da necessidade energética deste segmento na Grã-Bretanha. Mesmo imaginando-se um amplo aumento de consumo, devido essencialmente a penetração de mercado de diversos equipamentos, essa densidade de consumo não atingirá o patamar apresentado no estudo de Mackay para a Grã-Bretanha. Isso decorre do fato da necessidade e exigência inglesa para aquecimento e calefação.

Capitulo 8

Hídrico

Potencial hidrelétrico brasileiro

• Atualmente o sistema elétrico brasileiro conta com uma potência hidroelétrica instalada de 86.000 MW1 produzindo 35.719 mil tep2

resultando em uma densidade de potência de:

• Esse valor reflete toda a demanda energética (residencial, rural, industrial e

pública) de eletricidade. Pela matriz energética é possível estratificar a contribuição de cada setor.

pessoapordia

kWh

diasx

pessoaskWhxxtepx

11,6

365

1

000.000.186

11015,410716.35 113

1- BIG/ANEEL 2 – BEN2013

Potencial hidrelétrico brasileiro

• O Atlas do Potencial Hidrelétrico Brasileiro, considerando usinas acima de 30 MW indica que potência total de 248.862 MW1.

pessoapordia

kWh

pessoasx

dias

anox

ano

kWh

ano

MWhxhxMWx

FatorDispFatorCapanohorasPotênciaanoEnergia

62,20000.000.186

1

365

110.4,1

10.4,192,07,08760862.248

//

12

9

1- Atlas do Potencial Hidroelétrico Brasileiro/SIPOT

Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:


Aviação

1 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico

21 kWh/dia

Considerando todo o potencial de instalações acima de 30MW. Existe uma oportunidade de ganho e melhoria decorrente de maiores eficiências no sistema, mas que se configura como um ganho marginal. A exploração de empreendimentos abaixo de 30 MW também pode aumentar essa densidade. Entretanto não é possível se esperar aumento expressivo neste valor.

Consumo Produção



2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico

23 kWh/dia

http://www.cerpch.unifei.edu.br/arquivos/artigos/pch-shp-33-pag19a23.pdf

CERPCH estima um potencial de PCH’s, abaixo de 30 MW, em torno 25.000 MW, ou seja, aproximadamente 10% do potencial para grandes hidroelétricas e, neste caso, a densidade de energia seria:

pessoapordia

kWh1,23%1021








Capitulo 9

Iluminação

1- http://www.eletrobras.com/elb/main.asp?TeamID=%7BEB94AEA0-B206-43DE-8FBE-6D70F3C44E57%7D

• As considerações feitas por Mackay(2009) parecem bastante razoáveis e podem ser aplicadas a realidade brasileira:

– Cada pessoa utiliza 2.7kWh/dia em iluminação residencial, 1,3kWh/dia em iluminação coletiva 4 kWh/dia por pessoa;

– A iluminação pública (0,1) e de semáforos (0,005) por pessoa foi negligenciada. Essa premissa é valida pois para o caso brasileiro de iluminação tem-se1:

– Sobre semáforos é interessante observar que existe um esforço para se atualizar tais equipamentos tecnologicamente, inclusive utilizando LED’s.

– Apesar de aconselhar, no Brasil não é obrigatório o uso de faróis acesso, e desta forma a componente energética decorrente desta obrigação também será negligenciada.

pessoapordia

kWhx

pessoasx

ano

kWh 46 10.4,1365

1

000.000.186

110.7,9

Iluminação

http://www.eletrobras.com/elb/main.asp?TeamID=EB94AEA0-B206-43DE-8FBE-6D70F3C44E57













Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:


Aviação

1 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico

21 kWh/dia Instalações acima de 30MW

Iluminação

4 kWh/dia

Consumo Produção



2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico

23 kWh/dia


Incluindo PCH’s

Iluminação

4 kWh/dia








Capitulo 10

No caso brasileiro o potencial Off-Shore já está contemplado nos cálculos do Capitulo 4, uma vez que o mapeamento brasileiro já inclui este potencial

Considerando também que não há mercado ainda para pequenos aero

geradores, a participação destes também será desconsiderada.

Capitulo 11

Aparelhos

• Contempla aparelhos eletrônicos de maneira geral.


pessoapordia

kWh5

Aparelhos

Oportunidades de Eficiência Energética:

Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:


Aviação

1 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia

Consumo Produção



2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico

23 kWh/dia Incluindo PCH’s

Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia

Capitulo 12

Energia dos Oceanos

• Marés1:

• Onda1:

– O Brasil é um pais continental.

– As tecnologia de aproveitamento oceânico ainda se encontram em fase inicial de desenvolvimento. As demais forma de aproveitamento foram negligenciadas;

– Desta forma é natural verificar que o valor obtido está SUBDIMENSIONADO.

pessoapordia

kWh

pessoasx

dias

anox

ano

kWh06,1

000.000.186

1

365

110.72 9

Energia dos Oceanos:

1-http://www.ppe.ufrj.br/ppe/production/tesis/fernanda_fleming.pdf

pessoapordia

kWh

pessoasx

dias

anox

ano

kWh08,6

000.000.186

1

365

110.462 9

http://www.ppe.ufrj.br/ppe/production/tesis/fernanda_fleming.pdf




Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:


Aviação

1 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia

Oceanos (marés e ondas)

7 kWh/dia

Consumo Produção



2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia

Capitulo 13

Alimentação e Campo



– Comida: 3 kWh/dia por pessoa, que representa um valor mínimo (carnívoros ou vegetarianos);

Diferentemente da Grã-Bretanha, no Brasil não há um foco em leite, queijo e ovos e bacon. Desconsiderados neste estudo.

– Os fertilizantes respondem por 1,2% da energia consumida1,2:

– Para fins de arredondamento será considerado o valor de 1kWh/dia por pessoa, uma vez que existe importação.

1- http://www.mme.gov.br/sgm/galerias/arquivos/plano_duo_decenal/a_transformacao_mineral_no_brasil/P49_RT75_Perfil_dos_Fertilizantes_N-P-K.pdf 2- BEN2013

pessoapordia

kWh

diasx

pessoaskWhxtepx

5

63

10.47,4

365

1

000.000.186

110.04,3%2,110.422.253

http://www.mme.gov.br/sgm/galerias/arquivos/plano_duo_decenal/a_transformacao_mineral_no_brasil/P49_RT75_Perfil_dos_Fertilizantes_N-P-K.pdf











Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:


Aviação

1 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Consumo Produção



2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Capitulo 14

Maré e Correntes Marítimas

No caso brasileiro este potencial já está contemplado nos cálculos do Capitulo 12.

Capitulo 15

Coisas

Coisas • Algumas considerações feitas por

Mackay(2009) parecem bastante razoáveis e podem ser aplicadas a realidade brasileira:

– 2 refrigerantes em lata por dia no Brasil (alumínio): 1,2 kWh/dia;

– Outras embalagens: 4 kWh/dia;

– Computador: 2,5 kWh/dia;

– Baterias: 0,1 kWh/dia;

– Jornal: o consumo de papel jornal no Brasil é 30% do consumo inglês: 0,6 kWh/dia;

– Casa (MACKAY): 1 kWh/dia;

– Carros (MACKAY): 14 kWh/dia;

– Construção de Estradas (MACKAY): 2 kWh/dia;

– No Brasil não há dessalinização de água;

– Supermercados: não será feita essa consideração em separado. O valor é baixo e pode ser desconsiderado.

– Transportes em geral 2– O transporte aéreo já foi considerado no Cap. 5

» Rodoviário (Diesel): 6,30 kWh/dia

» Ferroviário: 0,20 kWh/dia

» Hidroviário: 0,27 kWh/dia

1 - http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Arquivos/conhecimento/bnset/imprensa.pdf 2- BEN 2013

pessoapordia

kWh17,32

http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Arquivos/conhecimento/bnset/imprensa.pdf






Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:


Aviação

1 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Coisas

33 kWh/dia

Consumo Produção



2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Coisas

33 kWh/dia

Capitulo 16

Geotérmico

Conforme indica [1] no Brasil não há potencial geotérmico que possa ser explorado na produção de eletricidade.

1- http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/2010/11/do-fundo-da-terra/

http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/2010/11/do-fundo-da-terra/











Capitulo 17

Serviço Público

Serviço Público

• Defesa: – O valor gasto em defesa no Brasil é aproximadamente 2% do

PIB1,2: USD 45 Bilhões/ano 6,62.10-3 kWh/dia por pessoa;

O Brasil não está presente em conflitos e também não possui demanda profunda para defesa.

– Não há custos para defesa nuclear;

• Universidade: no Brasil não há estratificação deste tipo de consumo;

• Por outro lado, pode-se através do BEN extrair o valor de 0,65 kWh/dia

pessoapordia

kWh1

1 - http://www.senado.gov.br/noticias/Jornal/emdiscussao/defesa-nacional/forcas-armadas-submarino-nuclear-satelite-comunicacao-cacas/recursos-orcamento-do-pais-para-defesa-investimentos-gastos.aspx 2- https://www.google.com.br/search?hl=pt-BR&q=tep+para+kwh&meta=#hl=pt-BR&q=pib+do+brasil

http://www.senado.gov.br/noticias/Jornal/emdiscussao/defesa-nacional/forcas-armadas-submarino-nuclear-satelite-comunicacao-cacas/recursos-orcamento-do-pais-para-defesa-investimentos-gastos.aspx



































https://www.google.com.br/search?hl=pt-BR&q=tep+para+kwh&meta=





Consumo Produção

Eólico:


Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:


Aviação

1 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Coisas

33 kWh/dia

Público

1 kWh/dia

Consumo Produção



Atlas de 2009

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Coisas

33 kWh/dia

Público

1 kWh/dia

Síntese

Consumo Produção Maior potencial

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Coisas

33 kWh/dia

Público

1 kWh/dia



2009

Consumo Produção

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

20 kWh/dia

Eólico:

4 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico

20 kWh/dia

Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Coisas

33 kWh/dia

Público

1 kWh/dia

Acima 30 MW

Média mundial

Dados 2001 Torres de 50 m

pessoapordia

kWh1244pessoapor

dia

kWh5,79 pessoapor

dia

kWh1165pessoapor

dia

kWh5,79

Possíveis caminhos: Brasil...

Consumo Produção

Solar – Aq.:

13 kWh/dia

Transporte:

40 kWh/dia

Aviação

30 kWh/dia


5 kWh/dia


50 kWh/dia

Solar - Biomassa:

24 kWh/dia

Eólico:

68 kWh/dia


37 kWh/dia

Hídrico

1,5 kWh/dia

Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


15 kWh/dia


15 kWh/dia

Coisas

60 kWh/dia

Público

4 kWh/dia

pessoapordia

kWh5,177pessoapor

dia

kWh195

Situação Britânica

Geotérmica

1 kWh/dia

Capitulo 18

Podemos viver de Energias Renováveis?

Consumo Produção Pior condição

Solar – Aq.:

13 kWh/dia

Transporte:

40 kWh/dia

Aviação

30 kWh/dia


5 kWh/dia


50 kWh/dia

Solar - Biomassa:

24 kWh/dia

Eólico:

68 kWh/dia


37 kWh/dia

Hídrico

1,5 kWh/dia

Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


15 kWh/dia


15 kWh/dia

Coisas

60 kWh/dia

Público

4 kWh/dia

pessoapordia

kWh5,177pessoapor

dia

kWh195

Geotérmica

1 kWh/dia

Expectativa de Crescimento (Britânico):

35%

26% ar 8% água

6%

Processos 10%

Outros: 15%

pessoapordia

kWh

para

pessoapordia

kWh

250

195

O consumo médio é de: 125 kWh/dia por pessoa

Consumo Produção Melhor condição

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia


Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico


Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Coisas

33 kWh/dia

Público

1 kWh/dia



2009

pessoapordia

kWh1244pessoapor

dia

kWh5,79

Expectativa de Crescimento no Brasil1:

1-http://www.epe.gov.br/PDEE/24102013_2.pdf

O consumo médio é de2 43 kWh/dia por pessoa. O PDE2022 prevê um consumo médio de 63,29 kWh/dia por pessoa em 2022 (população de 2010).

Ano Brasil baseado em Mackay

(kWh/dia por pessoa)

2013 79,5

2014 83,3955

2015 87,48188

... ...

2069 1158,229

2070 1214,982

2071 1274,516

O Brasil tem potencial de energia renovável para atender a demanda e seu crescimento até 2070. Não houve atualização populacional.

http://www.epe.gov.br/PDEE/24102013_2.pdf




Consumo Produção Pior condição

Solar – Aq.:

13 kWh/dia

Transporte:

40 kWh/dia

Aviação

30 kWh/dia


5 kWh/dia


50 kWh/dia

Solar - Biomassa:

24 kWh/dia

Eólico:

68 kWh/dia


37 kWh/dia

Hídrico

1,5 kWh/dia

Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


15 kWh/dia


15 kWh/dia

Coisas

60 kWh/dia

Público

4 kWh/dia

pessoapordia

kWh5,177pessoapor

dia

kWh195

Geotérmica

1 kWh/dia

Visão de Mackay quanto a Relação: ER e a G-Bretanha

Imatura!

Muito cara!

Não no meu jardim! Nem no meu radar e longe dos pássaros

Não do meu lado do país!

Não no meu vale!

Muito cara!

Muito cara!

Não na minha rua!

“Eu acredito que a Grã-Bretanha tenha muitas renováveis. Mas de forma realista, eu penso que a Grã-Bretanha não pode viver apenas de suas renováveis”

Consumo corrente:

125 kWh/dia

Por pessoa

Ondas: 3 kWh/dia

OffShore: 4 kWh/dia

Hidro: 0,3 kWh/dia

Biomas.: 2 kWh/dia

Solar PV: 2kWh/dia

Solar HW: 2kWh/dia

Eólico: 3kWh

pessoapordia

kWh18pessoapor

dia

kWh125

E para o Brasil??? Algumas das considerações ainda continuam válidas...

Consumo Produção Melhor condição

Solar – Aq.:

5 kWh/dia

Transporte:

25 kWh/dia

Aviação

1 kWh/dia


9 kWh/dia


900 kWh/dia

Solar - Biomassa:

86 kWh/dia

Eólico:

14 kWh/dia


6,5 kWh/dia

Hídrico

23 kWh/dia

Iluminação

4 kWh/dia

Aparelhos

5 kWh/dia


7 kWh/dia


4 kWh/dia

Coisas

33 kWh/dia

Público

1 kWh/dia

pessoapordia

kWh1244pessoapor

dia

kWh5,79

O Brasil e o Potencial de Energia Renovável:

Muito cara e no Brasil ainda inexistente comercialmente!

Muito cara!

Muito cara e sem incentivo para iniciativa do usuário!

Incentivado, mas não valorizado pelo usuário, que tem dificuldades em Acreditar nos benefícios e na viabilidade. Muito aplicado na política social e baixa renda

Só é possível avaliar os impactos de uma fonte ou tecnologia com a implantação em larga escala. No Brasil ainda não se chegou no ponto de questionar a tecnologia de forma ampla. O que se vê são questionamentos pontuais, advindos de pontos turísticos do litoral e também pela atuação do Ministério Público.

A energia da biomassa é incentivada pela sociedade, mas semelhante a eólica, o seu questionamento só ocorrerá com implantação em larga escala. Além disso é possível vislumbrar vários pontos de conflito e questionamento: uso, terra, alimentos...

No atual cenário de modicidade tarifária as PCH’s não obtém viabilidade. Grandes reservatórios são condenados, assim como instalações em planície, principalmente na região amazônica

Estágio de desenvolvimento ou sem VEF

Considerado, mas com restrições

Legenda:

Consumo corrente:

43 kWh/dia

Por pessoa Hidro: 16 kWh/dia

Biomas.: 2,5 kWh/dia

Solar PV: 2 kWh/dia

Solar Aq.: 1,5 kWh/dia

Eólico: 10 kWh

pessoapordia

kWh32pessoapor

dia

kWh43

Uma análise que parece ser razoável: Hídrica: excluindo PCH’s (3 kWh/dia) e também o potencial amazônico (4 kWh/dia). Parte do que já estaria previsto e implantado na Amazônia compensaria outros potenciais inviáveis 16 kWh/dia. Biomassa: o potencial do setor sucroalcooleiro é de uma Itaipu até 2015. Considerando que outras biomassas possam contribuir com 100% deste valor 2,5 kWh/dia. Solar PV: como ainda não há viabilidade, pode ser realista considerar neste momento a exploração de apenas 0,5% do potencial5,5 kWh/dia. Solar de Aquecimento: penetração de mercado de 30% 1,5 kWh/dia. Eólico: limitado a 70% do potencial disponível 10 kWh/dia.

É importante notar que a implantação deste potencial (eólico, hídrico, biomassa, solar PV) representa um esforço GIGANTESCO de implantação e de recursos, além de tempo para a construção!!!

Note que mesmo na condição de

restrição, o Brasil quase seria capaz de atender a demanda

atual

Conclusões

• De forma similar a Mackay (2009), as considerações finais desta parte são:

– Para fazer a diferença, as instalações de energia renovável deverão ter

larga escala, mas que também possuem os seus impactos de implantação e recursos investidos;

– Não vai ser fácil planejar o futuro considerando apenas renováveis!

– Diferentemente do caso britânico, no Brasil não é necessário que seja nas dimensões do território.

Parte II

Fazendo a diferença

O raciocínio desta parte, de maneira geral é genérico e já se encontra em formato aplicável a realidade brasileira. Serão sumarizados apenas os conceitos e principais ideias. Os cálculos

quando aplicáveis serão mantidos ou deduzidos. Os valores apresentados em kWh/dia por pessoa tem como referência a população mundial.

Capitulo 19

Tudo GRANDE ajuda...

Algumas ideias...

• “Se cada um fizer um pouco, vamos conseguir apenas um pouco”.

• Se quisermos fazer a diferença é necessário fazer MUITO e GRANDE:

– Redução da população: note que até a China está flexibilizando a política de natalidade!

– Mudanças no estilo de vida: uhmmm!!! Não se vê ninguém nessa direção, exceto os monges budistas...

– Mantendo o estilo de vida, mas reduzindo a intensidade energética através de “eficiência” e “tecnologia”.

Formas de se aumentar a demanda:

1. Investimento em tecnologias limpas de Carvão (?!). É sustentável? É seguro?

2. Fissão Nuclear...

3. Comprar, mendigar ou roubar energia renovável a partir de outros países. Tendo em mente que os outros países também possuem esse mesmo interesse...

Consumo corrente: pensando a diferença

Consumo corrente:

125 kWh/dia

Por pessoa

Transporte

40 kWh/dia

Aquecimento

40kWh/dia

Eletricidade

18 kWh/dia

Perdas na conversão para eletricidade

Grã-Bretanha

Consumo corrente:

80 kWh/dia

Por pessoa

Transporte

25 kWh/dia

Aquecimento/Refrigeração

10 kWh/dia

Eletricidade

15 kWh/dia

Perdas na conversão para eletricidade

Brasil

Seguindo a mesma Lógica, baseado na Figura Final obtida na Parte I e realizando arredondamentos e supressões.

Tratam-se das opções de atuação

É preciso reduzir a demanda por transporte ou eliminar o uso de fóssil neste setor. Isso é possível?!

É preciso reduzir a demanda por aquecimento/refrigeração ou eliminar o uso de fóssil neste setor. Isso é possível?!

Como Suprir a eletricidade?

E a eficiência energética?

Capitulo 20

Um melhor transporte

Um olhar sobre o transporte...

• Grandes objetivos: – Maior redução possível no uso de energia;

– Eliminar o uso de fontes fósseis.

• Como reduzir o consumo de energia: – Menor peso e maior distância entre parada (viagem curta);

– Para longas viagens: mover-se mais lento, e se mover menos, e usar, veículos longos e finos (trens, por exemplo);

– Consumir menos energia implica em realizar uma conversão de cadeia energética mais eficiente.

Princípios para projeto e uso de veículos:

1. Reduzir a área frontal por pessoa;

2. Reduzir o peso do veículo por pessoa;

3. Em viagens, realizá-las evitando paradas;

4. Viajar mais lentamente

5. Viajar menos;

6. Fazer a cadeia de conversão mais eficiente.

Nesse sentido, a tecnologia terá um papel fundamental: VE, veículos híbridos, freios regenerativos por diversas opções e configurações, levitação magnética...E o céu é o limite para as inovações e criações!!!

Uma ideia sobre eficiência no transporte:

Mackay, 2009

Para a realidade britânica: quanto o consumo poderia ser reduzido por mudar de bebedores de gasolina pessoais a excelente transporte público integrado?

Já para a realidade brasileira... A qualidade do transporte público é sofrível sem perspectiva de melhora significativa no horizonte de curto e médio prazos. O modelo econômico brasileiro depende fortemente do setor automotivo. A malha ferroviária e hidroviária é inexistente. A condição das rodovias, de maneira geral, encontra-se no estado de regular a péssima (exceção: SP).

Mackay, 2009

Um destaque nesse caso é o veiculo movido a hidrogênio, que pelo estudo encontra-se na contramão da eficiência energética. Por outro lado, o grande foco está de fato em veículos de transporte em massa.

E sobre frete...

• Os biocombustíveis podem contribuir;

• Já existe um histórico de uso de energia nuclear em navios...

• Ferrovias que funcionam usando princípios de Levitação.

Grande Figura para o Transporte

Carro (100 km)

80 kWh

Trens

3 kWh

É interessante observar que toda a discussão apresentada Para a realidade britânica são plenamente aderentes a realidade brasileira. O mercado de veículos brasileiro está inserido no contexto global de importações e exportações. As grandes empresas do setor de transporte (Boing, Alston e outras) também operam, direta ou indiretamente no território brasileiro.

Capitulo 21

Aquecimento/Refrigeração inteligente

Pensando nas opções para calor:

• A necessidade de aquecimento não se aplica ao Brasil, exceto no sul do país e em determinados períodos. A necessidade da maior parte do país está associada com a refrigeração.

• De qualquer forma a ideia apresentada por Mackay (2009) continua válida:

• Tecnologias como CHP, Micro CHP, Chillers de Absorção e Bombas de Calor podem contribuir nestes pontos;

• Calor/Frio distrital também são opções possíveis;

𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑈𝑠𝑎𝑑𝑎 =𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛ç𝑎 𝑑𝑒 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑀é𝑑𝑖𝑎 𝑥 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝐼𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎çã𝑜

𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑆𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎

Ajuste pelo termostato Melhoria do isolamento térmico

Aumentando a eficiência

Capitulo 22

Uso eficiente da eletricidade

Pensando de forma eficiente:

• Aproximadamente 8% do consumo residencial é advindo de equipamentos em Stand-by (IEA);

Mackay, 2009

Capitulo 23

Existe futuro para o Carvão?

Futuro limpo!?...

• O raciocínio de Mackay para a o Carvão limpo é dado a seguir:

• Reservas disponíveis dividido pela população da terra, em 1000 anos de uso e com eficiência energética de conversão e CCS 0,7 kWhe/dia por pessoa!!!

• A grande conclusão é: A ideia de Carvão Sustentável não se Sustenta O Carvão será apenas um “tapa buracos”.

• Emissão não é apenas na queima e sim e em todo o processo, e por isso, é preciso muito cuidado em medir e propor reduções...

• A Tecnologia continuará sendo muito importante para o desenvolvimento de alternativas.

• Considerando a demanda energética atual e a sua expectativa de crescimento, as reservas de carvão podem durar apenas 60 anos!

Capitulo 24

Nuclear?

E ai?

• No Brasil em 2007 foram produzidos 0,17 kWh/dia por pessoa vindos de energia nuclear.

• 30 kg de carvão 2 g de urânio 200 g de Minério – por dia/pessoa

• Fazendo-se o mesmo raciocínio do carvão para o urânio chegou-se a 0,55 kWh/dia por pessoa de disponibilidade.

• Os recursos podem durar centenas de anos. Entretanto, considerando a necessidade de substituição de combustíveis fósseis, não há tecnologia sustentável para a energia nuclear...

• Uma usina nuclear de 1000 MW 1 km2. Nem no caso britânico a área seria um problema...

• As emissões de uma usina nuclear são de 1,4-40 gCO2/kWhe no caso fóssil 400 gCO2/kWhe

Mackay, 2009

Potencial • Novas Fontes e Tecnologias:

Mackay, 2009

Potencial

• Tório

Mackay, 2009

Fusão nuclear...

• Especulativo e experimental...Acena para um futuro onde a Energia não é mais um problema...

Mackay, 2009

Capitulo 25

Vivendo em países renováveis...

Pensando um pouco...

• É difícil ficar sem energia fóssil...

• É complexo viver somente de energia renovável... E a energia nuclear é problemática...

• A questão da sustentabilidade energética passa pela disponibilidade de ÁREA.

Mackay, 2009

Capitulo 26

Flutuação e Armazenamento

A realidade

• As grandes renováveis são sazonais e variáveis...

• Armazenamento:

Mackay, 2009

Capitulo 27-29

5 Planos para a Grã-Bretanha

Ideia essencial...

Legenda: D – Diversidade doméstica N – NIMBY L – Sem nuclear G – Sem nuclear e sem carvão E - Econômicas

Custos que direciona para a mudança:

Mackay, 2009

Capitulo 30

Planos para o Mundo

Ideia essencial...

Densidade de Consumo x Renda

Capitulo 30

Planos para o Mundo

OBRIGADO!

Cláudio Homero Ferreira da Silva, D. Sc. Engenheiro de Tecnologia e Normalização

Gerência de Alternativas Energéticas

[email protected] www.cemig.com.br

mailto:[email protected]

http://www.cemig.com.br/

Sustainable Energy Without the hot air (MacKay, 2009) para...

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