Uso de energia e análise energética no setor de transportes

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    Uso de energia e análise energética no setor de transportes - Presentation Transcript

    1. ENE 5703 - Usos finais e demanda de energia 3a parte
    2. Roteiro
        • Antecedentes
        • Serviço energético
        • Tendências e estatísticas
        • Meio ambiente
        • Conceitos elementares de economia dos transportes
        • Análise do setor de transportes
        • Melhorias tecnológicas
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    3. Antecedentes
      • Em essência, o serviço provido por um sistema de transporte consiste em possibilita r o movimento de pessoas, objetos, informações, de um ponto determinado a outro ponto determinado.
      • No caso dos elementos físicos, o tráfego tem origem no ponto denominado fonte, onde são gerados os bens a ser transportados (ou vivem as pessoas), e termina no escoadouro, ou destino, para o qual são “atraídos” os ítens (e pessoas) gerados (presentes) na origem.
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    4. Antecedentes
      • A organização dos sistemas de transporte e o desenvolvimento de tecnologias relaciona -se intimamente:
        • ao uso da terra
        • ao padrão corrente das atividades desempenhadas na sociedade
      • Assim:
        • Cidade medieval – transporte animal, orgânico
        • Cidade barroca (ex.: Paris) – carruagens
        • Aglomerações urbanas do século XIX – terminais férreos centralizados
        • Cidades altamente urbanizadas do século XX - carros
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    5. Antecedentes
      • Evolução tecnológica
        • Forma mais primitiva de transporte:
          • Humano (caminhar)
          • Animais
          • Grande avanço representado pelo surgimento da roda
        • Transporte aquaviário e marítimo
        • Transporte mecânico
          • Séc. XVIII – barateamento de materiais ferrosos e invenção da máquina a vapor
            • Trens
          • Séc. XX – pneumáticos, pedais
            • Automóveis, bicicletas
        • Transporte aéreo
          • Balões, dirigíveis
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    6. Serviço energético
      • Tecnologias ou modos
        • Aéreo
          • Passageiros – nacional, internacional
          • Cargas – como “co-produto” do transporte de passageiros ou cargas especiais (correio)
          • Regional
          • Charter
        • Superfície
          • Rodoviário
          • Ferroviário
          • Marítimo – oceânico, cabotagem, interior, ferry boat
          • Dutos e canais – gases, líquidos, sólidos fluidizados
          • Off road – esportivo, utilitário, militar
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    7. Serviço energético
      • Modo - aquaviário
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    8. Serviço energético
      • Modo rodoviário – carga – caminhões
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    9. Serviço energético
      • Modo rodoviário – carga – caminhões (múltiplos eixos, articulados)
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    10. Tendências e estatísticas
      • Tendências – 1973 a 1988
        • Viagens per capita aumentaram na OECD, Leste e países em desenvolvimento
        • Mudança modal para automóveis e aviões (este menor para Leste e países em desenvolvimento)
        • Esta mudança motivou aumento na intensidade agregada de energia
        • Intensidade energética: declinou substancialmente nos EUA; mudou pouco na Europa e Japão (eficiência contrabalançou aumento)
        • Leste e países em desenvolvimento: intensidade pequena redução
        • Intensidade modal aérea: caiu substancialmente.
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    11. Tendências e estatísticas
      • Continuação
        • Cargas
        • T.km/PIB
          • Reduziu nos EUA e Japão
          • Estável na Europa e Leste
          • Países em desenvolvimento  variável
        • Mudança modal
          • Para estrutura mais intensiva (rodovias) (flexibilidade)
          • Caminhões: sem grande redução na intensidade
          • Trens: houve certa redução
        • Conclusão
          • Crescimento da atividade mais mudança estrutural (+ intensiva) + modestos ganhos de eficiência nos mod0s  crescimento substancial no uso de energia para transportes.
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    12. Tendências e estatísticas
      • Estatísticas – Europa
      • Estatísticas – Japão
      • Estatísticas – EUA
      • Estatísticas – EUA 2
      • Estatísticas – Canadá
      • Estatísticas mundiais (e Brasil)
      • São Paulo e região metropolitana
      • Eficiência ambiental no transporte intermodal
      • Intermodal Surface Transportation Efficiency Act of 1991
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    13. Tendências e estatísticas Fonte: Confederação Nacional de Transportes e o Centro de Estudos em Logística do Coppead / Universidade Federal do Rio de Janeiro , 2002. ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    14. Tendências e estatísticas ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    15. Tendências - eficiência ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    16. Tendências e estatísticas ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    17. Uso de energia no setor de Transportes - Brasil Fonte: MME, 2006. ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    18. Uso de energia no setor de Transportes - Brasil Fonte: MME, 2006. ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    19. Uso de energia no setor de Transportes - Brasil Fonte: MME, 2006. TRANSPORTE TOTAL – CONSUMO DE ENERGIA (%) ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    20. Uso de energia no setor de Transportes - Brasil Fonte: MME, 2006. TRANSPORTE RODOVIÁRIO – CONSUMO DE ENERGIA (%) ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    21. INDICADORES DA EXPANSÃO DE ENERGIA EM TRANSPORTES ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    22. PREÇOS MÉDIOS CORRENTES 1973 / 2006 – US$ / bep ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    23. PREÇOS MÉDIOS CORRENTES 1973 / 2006 – US$ / bep ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    24. Meio ambiente Emissões de CO 2 no setor de transportes - Japão © Hitachi, Ltd. 1994, 2004. ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    25. Meio ambiente Emissões atmosféricas - setor de transportes – Canadá - 1997 ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    26. Meio ambiente Emissões atmosféricas - setor de transportes – Canadá – 1990 - 2002 Source: Environment Canada: 2000 Criteria Air Contaminant Inventory Source: Energy Use Handbook: June 2004; NRCan, OEE Emissões GEE – viário, aéreo, marítimo - Canadá – 1990 - 2002 Tendências em emissões GEE e atividades de transportes – Canadá – 1990 - 2002 Source: Energy Use Handbook: June 2004; NRCan, OEE Emissões totais GEE p/ setor – Canadá – 2002 ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer Source: Canada's Greenhouse Gas Inventory, 1990-2002, Environment Canada
    27. Meio ambiente ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    28. Meio ambiente ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    29. Conceitos elementares de economia dos transportes ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    30. Conceitos elementares da economia dos transportes
      • A análise da atividade econômica considera
          • Demanda por transporte (crescimento da renda e demanda por bens e serviços)
          • Oferta de transporte (investimentos, tecnologia, competição)
          • Condições (regulação e regras de mercado)
          • Equilíbrio entre demanda e oferta
          • Resultados: valor agregado, emprego, rentabilidade, crescimento
      • Critérios para classificação do transporte dos bens:
          • Classes de commodities
          • Setor de origem
          • Aparência: Bulk (secos e úmidos); containers; carga geral; ro-ro (rollon-rollof)
          • Densidade de valor: bulk - baixo valor/alto valor; non-bulk – baixo valor/alto valor
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    31. Conceitos elementares – continuação
      • Elasticidade área/raio (  A,r )
        • O transporte é uma atividade essencialmente espacial
        • Raio varia com v (velocidade) ou t (tempo)
          • A velocidade é função da tecnologia
          • O tempo de uso é função dos custos
        • Limita ções a essa elasticidade
          • A superfície da Terra não é plana
          • Fatores naturais e geográficos – relevo, clima
          • Fatores socioeconômicos - distribuição da população
          • Fatores culturais – idioma, leis, guerras
          • Infraestrutura existente (ex.: aeroportos)
          • Tempo gasto com atividades como abastecimento (combustível), manutenção , carregamento e outras
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    32. Custos totais em função da velocidade Fonte :Cool, 1998. ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    33. Conceitos elementares da economia dos transportes ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    34. Unidades básicas de medida Fonte :Cool, 1998. ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    35. Fatores limitantes
      • Em geral não há
        • Parâmetros gerais apropriados
        • Indicadores
        • Usuais: passageiro*km; tonelada*km
      • Problemas
        • Atividade: estatísticas refletem atividade das empresas, o que é diferente do transporte (carga)
        • Características: não há consideração de volume ou valor, somente peso
          • Economia – número – extrativa
          • Manufatura: peso diminui; distância aumenta
          •  Motorizado x animal e caminhada
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    36. O círculo vicioso do transporte de cargas Fonte: Confederação Nacional de Transportes e o Centro de Estudos em Logística do Coppead / Universidade Federal do Rio de Janeiro , 2002. ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    37. Passageiros
      • Motivos de viagem
          • Trabalho (ida e volta)
          • Viagens de trabalho
          • Compras
          • Sociais (visitas)
          • Recreação/lazer
      • Fatores que afetam a mobilidade
          • Situação/modo/estilo de vida
          • Preferências
          • Renda/classe – define leque de opções modais
          • Custos de viagem
          • Velocidade modal/disponibilidade de tempo
          • Experiência de viagem
          • Qualidade – importante; intangível
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    38. Fatores condicionantes
      • Trabalho
          • Visitas a serviço
          • Bancos e compras eletrônicas
          • Descentralização dos serviços (bancos, médicos, supermercados)
          • Economia informal: incremento de negócios com vizinhos
          • Em geral tráfego para áreas onde os serviços estão disponíveis é congestionado  ineficiente (oportunidade)
      • Lazer  fora do domicilio
          • Tem aumentado nos EUA
          • Lazer fora x no domicílio
          • Proximidade das opções
          • Tendência  incremento de viagens
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    39. Continuação
      • Estrutura modal é importante  intensidades diferentes
        • Ônibus e trem – intensidades inferiores às do automóvel (exceto EUA)
        • Avião - comparável à do automóvel
      • Opção modal é influenciada por muitos fatores
        • Infraestrutura (rodovias, ferrovias, rios, aeroportos…)
        • Manutenção pública
        • Preço dos combustíveis – longo prazo/curto prazo
        • Fator de ocupação é fundamental entre os modos
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    40. Outros fatores importantes
      • Relação entre
        • Trabalho
        • Moradia
      • Mercado de trabalho
      • Política urbana e industrial
        • Desocupação
        • Descentralização
      • Lay-out espacial da sociedade
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    41. Transporte de carga
      • Tipos de carga
        • Minérios e agricolas
          • baixo valor/km  ferrovia, navio
        • Bens intermediários e finais
          • Maior valor “transporte”  caminhão  flexibilidade maior
        • Dados em geral são para transporte doméstico
      • Agricultura e indústria – são decisivos
      • Combustíveis – também são importantes
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    42. Conceitos elementares da economia dos transportes Fonte: Association of American Railroads Source: Eno Transportation Foundation Data are for 2001 ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    43. Análise do setor de transportes ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    44. Configuração do setor de transportes ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    45. Análise do setor de transportes ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    46. Fluxograma do impacto econômico do planejamento do sistema de transportes (utilizando o modelo REMI da APTA) Fonte: American Public Transportation Association ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    47. Análise do setor de transportes
      • Arcabouço conceitual
        • Motivação para agir
          • Necessidades, desejos, valores, emoções
        • Fatores que estimulam ou restringem a ação
          • Socioeconômicos e ambientais
            • Demográficos
            • Econômicos
            • Físicos (infraestrutura)
              • Coletivos/sociais
              • Pessoais/privados
            • Infraestrutura legal e social
        • Manifestação de valores e emoções contidos
          • comportamento/atividades
          • Medidos por
            • Tipo e locação das atividades – padrões recentes e históricos de despesas;
            • Frequência, duração e sequência das atividades – tempo, mileage
        • Consequência
          • Tipo e quantidade de energia utilizada
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    48. Modos de vida e transporte
      • Mobilidade
        • Acesso ao automóvel
        • Distância de viagem
        • Alterações modais com distância maior (aeroviário)
      • Saturação
        • EUA
          • Propriedade – saturados
          • 1 carro x 1 licenciado (carta)
          • Mulher x mercado de trabalho
        • Europa e Japão
          • Ainda aumentando
      • Alterações demográficas
        • Famílias menores  mais lazer / trabalho
        • >> mulheres no mercado de trabalho  menor fator de uso / carga
        • Idosos  dirigem menos, maior distância
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    49. Continuação
      • Localização e tamanho da família
        • Opção modal
        • Idosos ou solteiros – opção público
      • Restrições sociais
        • Homens  2 x distância da mulher
      • Compensação entre domicílio / trabalho e lazer
        • Custo da viagem – tempo e dinheiro
      • EUA
        • 1/3 energia para transporte pessoal – trabalho
        • Mulher x trabalho
        • Regras de aposentadoria
        • Telecommuting
        • Redução da jornada x semana
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    50. Melhorias tecnológicas ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    51. Melhorias tecnológicas
      • Veículos leves
        • Eficiência de conversão do trem de direção
        • Redução do peso
          • Aços mais resistentes
          • Alumínio e magnésio
          • Plástico
          • cerâmica
        • Redução da resistência aerodinâmica
        • Redução da resistência do rolamento
        • Motor eficiente
          • Diesel adiabático
          • Revestimento cerâmico na câmara de combustão
        • Viabilidade econômica
        • Incentivos ambientais
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    52. Continuação
      • Balanço simplificado – W.W. Rabbits
        • Energia mecânica nas rodas: 1,1 l/100 km
        • Energia consumida: 7,9 l/100 km
          • 13,8% eficiência da conversão do combustível em energia mecânica
        • Opções: mudança de combustível  Diesel  5,3 l/100km
      • Ganhos resultaram de
        • Redução de peso e arraste aerodinâmico
        • Uso de motores c/ relação magra ar/gasolina ou pré-câmara para diesel
      • Novos ganhos podem resultar de
        • Motores diesel c/ injeção direta (caminhão) ou c/velas
        • Motores multi-combustível
        • CVT
        • Desligamento/materiais leves/arraste
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    53. Veículos pesados
      • Motores já são eficientes [f(KLEM)]
        • Oportunidade: diesel adiabático
          • Reduz perdas com refrigeração
        • Uso de turbo
        • Ciclo de vapor a freon
        • Arraste aerodinâmico
        • Melhorias em pneus
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    54. Caminhões no Brasil
      • 60% da carga transportada (1981)
      • Oportunidades de competição: dutos
      • Idade média da frota – 8,62 anos
      • Recessão
      • Estrutura descentralizada
      • Medidas
        • Turbo charger: melhor que aspirados – IPT/CMTC  + 12%
        • Pneus radiais: testes Min. Trasnportes  + 10%
        • Defletores aerodinâmicos – testes de campo  + 6%
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    55. Ônibus no Brasil
      • Fatores importantes
        • População urbana
          • Aumento do número de viagens
          • Aumento da distância de viagem
        • Infraestrutura: pavimento
          • Crise vai a relegar infraestrutura a 2o plano
          • Efeito estimado: incremento de 18% gasolina, 21% álcool, 10-15% em veículos leves a diesel
        • Deterioração da frota
          • Taxa de substituição em 1983: 5%
          • Em 1983  141.173 veículos, 6.700 vendidos
          • Vida média: 9 anos
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    56. Continuação
      • Fatores importantes
        • Redução na velocidade média
          • Crescimento da população urbana
          • Utilização incrementada do equipamento urbano
          • Congestionamentos
          • Maior número de ciclos de aceleração e desaceleração  maior consumo
        • Outros fatores
          • Institucionais (jurídicos – concessões)
          • Estrutura empresarial
          • Resistência à inovação
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    57. Medidas efetivas
      • Planejamento urbano voltado à minimização do transporte individual
      • Racionalização (informatização) das rotas e operação reduzindo ciclos de aceleração e desaceleração
      • Manutenção / renovação da frota
      • Manutenção da infraestrutura e treinamento dos operadores
      ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    58. Melhorias tecnológicas ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    59. Melhorias tecnológicas © Hitachi, Ltd. 1994, 2004. Iniciativas para promover mudança modal ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    60. Tendências - tecnologia ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    61. Melhorias tecnológicas ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    62. Melhorias tecnológicas ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    63. Melhorias tecnológicas Fonte : The Virginia Energy Savers Handbook, 2004 ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer
    64. Fonte : The Virginia Energy Savers Handbook, 2004 ENE 5703 Prof. Ildo Luís Sauer U.S. Department of Energy (DOE) recommendations for appropriate fuel-efficient vehicle selection. Transportation Characteristic Preferred Vehicle Characteristic Predominantly highway driving Automatic transmission cruise control Predominantly city driving Manual transmission Predominantly driver-only (little driving with multi-passengers) Smaller, Lighter vehicle/engine Consider renting for infrequent trips Minimum cargo capacity needs Smaller, Lighter vehicle/engine Consider renting for infrequent cargo carrying capacity needs Predominantly warm climate operation Light exterior and interior colors to reduce heatbuildup and air conditioning needs Predominantly cold climate operation Flow through ventilation rather than air conditioning

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