Energias renováveis

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Essa apresentação foi realizado no mestrado de economia da PUC-SP na diciplina Desenvolvimento Sustentável, ministrada pelo Prof Dr. Ladislau Dowbor.

Nela podemos observar a capacidade energética mundial no que tange à energia solar, eólica, biomassa, geomotriz e maremotriz.

Além disso é apresentado o consumo mundial de energia, e outras possibilidade como o aproveitamento da energia pela ennergia cinética

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Energias renováveis

  1. 1. Energias Renováveis Rafael Art
  2. 2. Agenda • Consumo mundial de energia • Tipos de energias renováveis – Asfalto – Solar – Eólica – Biomassa – Marítma – Geotérmica • Conclusão • Bibliografia
  3. 3. Consumo Mundial de Energia
  4. 4. Emissão de CO2 x Consumo de Energia x PIB
  5. 5. Emissão de CO2 x Energia Produzida x PIB
  6. 6. Fonte: Brasil Sustentável -Ernest&Young
  7. 7. Oferta Interna de Energia Elétrica - 2010 Fonte: Balanço Energético Nacional
  8. 8. Centros Urbanos – Usinas Hidroelétricas, Nucleares, Carvão Energia Eólica - Aumento da produção de energia eólica – 2.176,6 gW -Potencia instalada aumentou 54% - Inauguração de 14 novos parques em 2010
  9. 9. Asfalto
  10. 10. Asfalto• Asfalto – Ilha de calor – Mecânica – tecnologia israelence produz energia em menos de 1km para 600 familias
  11. 11. Tipos de Energias Renováveis
  12. 12. Eólica
  13. 13. Eólica
  14. 14. Um acre de terreno de milho no norte de Iowa, usadopara fixar uma turbina eólica, pode produzir US$ 300 mil em eletricidade por ano. O mesmo acre de terra plantado com milho poderia render 480 galões de etanol (1,86 mil litros) no valor de US$ 960 Plano B – pág 156 http://www.newcontent.com.br/PlanoB.pdf
  15. 15. Em 2020  Suprir fontes de energia apenas com a Eólica – Mar do Norte e Energia Solar – Norte africano Negócio de aplicar US$ 7Melhor proporção vento/pessoa bilhões com o Oriente Médio – 60mil mW 20% - planos de chegar a 50% – Quebec, Ontario Alberta + 4 provincias 2020 ter 25 mil mW 900 gW Mil gW 20 mil mW 39 mil mW 105mil mW – 6 parques Texas, California, Eólicos quando terminar Wyoming, Kansas e será o mesmo nᵒ do Dakota do Norte, Nova mundo em 2008 Iorque, Miame 44% necessidade vem Fernando de Noronha da energia Eólica 1ᵒ exemplo 151 MW 425 gW - Parque de Osório (RS) Quer produzir 20% até 2020 Europa 2008: 36% Vento 29% Gás natural 18% Fotovoltaicos 10% Petróleo 3% Carvão
  16. 16. Uma pesquisa mundial de energia eólica, feita pela equipe de Cristina Archer e Mark Jacobson, da Universidade de Standford, concluiu que utilizar um quinto daenergia eólica disponível equivale a sete vezes mais eletricidade que a utilizada hoje no mundo Fonte: http://www.newcontent.com.br/PlanoB.pdf pág: 179
  17. 17. http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/06-Energia_Eolica(3).pdf
  18. 18. 1ᵒ estudos em Ceará e Pernambuco - Fernando de Noronha – pequeno porte, apenas para uso local – 10% da necessidade. Economia de 70mil litros de diesel/anoEm Osório (RS) há o maior parque eólico da América Latina.Foram investidos R$ 670 milhões, sendo 69% financiadopelo BNDES (R$ 465 milhões). São 75 aerogeradores, cadaum com 98 metros de altura e 810 toneladas, capaz deproduzir 150 megawatts – 650 mil pessoas
  19. 19. http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/06-Energia_Eolica(3).pdf
  20. 20. Cenário Brasil Capacidade Total Instalada no Brasil Ano 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 MW 22 29 29 29 237 247 341 7052009 - Primeiro Leilão de Energia Eólica + Plano Decenal (2009 a 2019)  tendência em 2012 deque o Brasil já tenha 5 fabricantes de aerogeradoresWobben (1ᵒ a se instalar no Brasil – 750MW)Impsa (600MW),GE (600MW),Alstom (entre 300 e 6500MW)Vestas((entre 300 e 6500MW)Total: 2.750MW.A indiana Suzlon e a alemã Siemens já iniciaram as atividades de construção de novas industrias de turbinaseólicas (onshore e offshore) no nordeste brasileiro.Plano Decenal de Energia (PDE 2009 -2019): contratação de 6.041MW em parques eólicos até 2019, ou 3%da demanda energética brasileira, podendo chegar a 10% (2019) – Políticas em benefício do setorPlano de Expansão do setor elétrico brasileiro, 80% da demanda de energia para os próximos dez anos seráproveniente de fontes alternativas.
  21. 21. Capacidade Eólica Pais 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Bra 0 0 22 29 29 29 237 247 341 606 931 Ind 220 1,456 1,702 2,125 3,000 4,430 6,270 7,845 9,655 10,926 13,065 Esp 2,235 3,337 4,825 6,203 8,263 10,027 11,623 15,145 16,689 19,160 20,676 Ale 0 8,754 11,994 14,609 16,629 18,415 20,622 22,247 23,903 25,777 27,214 Eua 2,578 4,275 4,685 6,372 6,725 9,149 11,575 16,824 25,237 35,159 40,180 Chi 346 402 469 567 764 1,260 2,599 5,910 12,020 25,805 42,287Dinamarca recebe hoje mais de 20% de sua eletricidade do vento e tem planos de chegar a50%75 milhões de europeus (10%) obtêm eletricidade residencial das fazendas eólicas – total deeuropeus 761.743.255.http://www.gwec.net/index.php?id=121
  22. 22. Custo em euros por kWh
  23. 23. Solar
  24. 24. Vantagens A energia solar não polui durante sua produção; As centrais necessitam de manutenção mínima; Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo; A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão; Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em praticamente todo o território;DesvantagensUm painel solar consome uma quantidade enorme de energia para ser fabricado;Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia;Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação atmosférica (chuvas,neve), além de que durante a noite não existe produção alguma;Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da Argentina eChile) sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de inverno devido à menordisponibilidade diária de energia solar.;Locais com frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variaçõesdiárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade;As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes.
  25. 25. Distribuição diária média da energia solar recebida pela Terra ao redor do Mundo. Os pontos empreto representam a área necessária para suprir toda a demanda de energia global.
  26. 26. 16 mil mW até 27milhões água quente 2020 Para 2020  300milhões 1,1 mil mW Intenção de mil mW 50 de Pretende 80 mW 50mW 422mW Planeja 6mil mW 14mil mW até para exportar 2020 para a Europa Sistema incluindo baterias, custa cerca de US$ 400 Fianciamento do Banco Mundial  50mil casas A produção solar fotovoltaica aumenta 45% ao ano, dobrando a cada dois anosPara os 1,6 bilhão de habitantes sem energia é mais barato instalar painéis solares no teto das casa a uma unsina de distribuição
  27. 27. FotovoltaicaA primeira geração: superfície de iodo de junção, capaz de gerar energia elétrica utilizável apartir de fontes de luz com os comprimentos de onda da luz solar. Estas células sãonormalmente feitas utilizando placas de silício.A segunda geração: de materiais fotovoltaicos está baseada no uso de películas finas dedepósitos de semicondutores. Estes são o silício amorfo, silício poli-cristalino ou micro-cristalino.Caracteristicas: baixa eficiências das células; baixo custos de manufatura; preço maisreduzido por watt. Além disso, possuem massa reduzida, o que requer menor suportequando se colocam os painéis nos telhados e permite arrumá-los e dispô-los em materiaisflexíveis, como os têxteis.A terceira geração: é muito diferente das duas anteriores, definida por utilizarsemicondutores que dependam de dois cristais: o Silício (Si) e o Germânio (Ge), denatureza P e N (“junção p-n”). Estes novos dispositivos incluem células fotoelectroquímicase células de nanocristais.
  28. 28. Esta é a maior usina solar do planeta. Fica em Brandis, na Alemanha. Tem acapacidade de produzir 40 MWh a um custo total de €130 milhões.
  29. 29. Hong Kong O Solar Ark, localizado em Gifu/Japão: esse edifício gera por ano cerca de 530.000 kW, equivalente a 128.610 litros de petróleo
  30. 30. Está é a 2ª maior usina solar já construída – Serpa/Portugal. São 52 mil módulos fotovoltaicosdistribuídos em uma área de 60 mil m2 e 11 MW (Um megawatt equivale a um milhão de kW/h).Os investimentos foram de U$ 62 milhões e evitaram a emissão de 30 mil toneladas de CO2/ano– Economia de 12.556 barris petróleo/ano
  31. 31. Torres de Energia Solar geram energia concentrando os raios solares no top de uma torre. Esta torre temum receptor-trocador de calor que aquece um liquido condutor (uma mistura de sais em estado liquido)que circula no sistema. O calor contido no liquido condutor vaporizado passa por turbinas e movegeradores convencionais para produzir eletricidade. Do mesmo modo que a agua de uma represa passa(move) nas turbinas de uma hidroelétrica. Nas usinas CSPT o vapor produzido pelo aquecimento solar doliquido condutor, movem as turbinas dos geradores de eletricidade.
  32. 32. Os coletoressolares são mais usados em aplicações residenciais e comerciais (hotéis,restaurantes, clubes, hospitais etc.) para o aquecimento de água (higienepessoal e lavagem de utensílios e ambientes).
  33. 33. Biomassa
  34. 34. Biomassa Biomassa é o material constituído de substância de origem orgânica. Cana-de-açúcar = Álcool = Proálcool. Lenha, processo de combustão, queima de madeira. Dendê, sendo estudado para uma possível substituição do óleo diesel. Resíduos Orgânicos. Menor emissão se comparado com combustíveis fósseis.Área ocupada para a agricultura e a pecuária, superior a metade de toda área habitável doplaneta - em área plantada corresponde a 1,4 bilhões de hectares em todo o mundo.A alta resultante nos preços do petróleo aumenta o cultivo de "plantações de energia" (dandolugar ao plantio para a produção dos biocombustíveis);“O potencial de fontes com origem vegetal, no entanto, é limitado porque mesmo o milho – amais eficiente entre as culturas de grãos – consegue converter apenas 0,5% da energia solar emuma forma utilizável” (Plano B – pág 170)“Os 11 mil megawatts em geração elétrica de origem vegetal vêm, principalmente, da queimadas sobras florestais.” Plano B – pág 170
  35. 35. Fonte: http://www.newcontent.com.br/PlanoB.pdf pág: 179
  36. 36. BIOMASSA
  37. 37. Uso da terra do Brasil (Milhões/hectares)Fonte: FMI/Goldemberg, 2009
  38. 38. Na safra 2010/2011 (Conab), a produção de cana foi de: 664,33 milhões detoneladas. A maior parte da safra 2010/2011 foi destinada à fabricação de etanol(362,8 milhões de toneladas ou 54,62%), aproximadamente 28,5 milhões de litros.Desses, 20,14 bilhões são do tipo hidratado e 8,4 bilhões de anidro. O restante da produção, 301,5 milhões (45,38%) será destinado à produção deaçúcar. A produção total de álcool (anidro e hidratado) da safra 2010/2011, representaum valor superior a 10,6% em relação a última safra (MAPA/CONAB, 2010) Estado de São Paulo: 4.101,4 mil ha; Estado do Paraná – 590,1 mil ha; Minas Gerais – 587,1 mil ha; Goiás – 520,3 mil há Alagoas – 448 mil ha. A média brasileira de produtividade está em 81.293 kg/hectare
  39. 39. A agroenergiaA cana mais plantada hoje no Brasil foi desenvolvida com a ajuda de ex-cientistas e técnicos do Instituto do Açúcar e do Álcool (IAA). Ascanas RB - Republica do Brasil - dominam solenemente as maiores áreas de cultivo. No outro naco, em 39% dos plantios, estão as do tipoSP - São Paulo - e 1% restante, está a IAC, uma cana mais nova. A RB e sua principal rival a SP foram desenvolvida pela Copersucar (quereúne as maiores usinas do país)
  40. 40. Figura 1. Produção Mundial de Etanol. Figura 1 compara a produção de etanol em diferentes países. Figura 2. Produção e custo do etanol no Brasil.Figura 2 Demonstra como o ganho de escala,na qual as inovações tecnológicas reduziram oscustos de produção do etanol.
  41. 41. Estimativa da Produção de Biodiesel
  42. 42. Potencial do Solo para produção de Cana-de-AçúcarD:LeandroDocLeandroTese
  43. 43. Atlas doBiodiesel
  44. 44. Biodiesel
  45. 45. Emissões de GEE por setor no horizonte decenal (2010-2019)
  46. 46. Emissões de CO2 por fabricante de automóveis Emissões em Limite a partir de Montadoras Redução % 2006 2012 Porsche 282 g CO2/km 144 g CO2/km 49% Daimler 184 g CO2/km 138 g CO2/km 25% BMW 182 g CO2/km 137 g CO2/km 25% Volkswagem 165 g CO2/km 134 g CO2/km 19% Renault 147 g CO2/km 127 g CO2/km 14% Fiat 144 g CO2/km 122 g CO2/km 15% Peugeot 142 g CO2/km 126 g CO2/km 11% Ford 162 g CO2/km 132 g CO2/km 19% GM 157 g CO2/km 129 g CO2/km 18% Toyota 152 g CO2/km 127 g CO2/km 16% Nissan 164 g CO2/km 126 g CO2/km 23% Mitsubishi 169 g CO2/km 128 g CO2/km 24% Honda 153 g CO2/km 128 g CO2/km 16% Mazda 173 g CO2/km 130 g CO2/km 25% Suzuki 164 g CO2/km 123 g CO2/km 25% Subaru 216 g CO2/km 135 g CO2/km 38% Hyundai 165 g CO2/km 133 g CO2/km 19%Fonte: Comissão Europeia, 2009
  47. 47. Emissões do setor de transportes e emissões evitadas pelo consumo de biocombustíveis no Brasil
  48. 48. Marítma
  49. 49. Marítma
  50. 50. Energia das Ondas baía do Baia de Fundy Desde 1968 – 1,7mw Maremotriz - La Rance - 240 mw – 200mil hab. A 2017 – 3 usinas unica que opera com lucro 1980 – 3,2 mw  2.650mwOTEC Energia das ondas: baía do Mont-Saint-Michel Energia das Ondas: Ilha do Maracá e Rio Bagança – ao UFRJ – Testes nomenos 15 metros de onda, ou aproveitamento dasprofundidade proximo a costa ondas  50kW de 15m
  51. 51. Aproveitamento das Mares - França – Rio Rance• A turbina é acionada na entrada e na saída de água• Energia 240MW para 200mil habitantes• Desnivel superior a 15metros – Uso restrito• Alto investimo x Baixo retorno energético - 20%• Similar construção de uma Hidroelétrica• Impacto ambiental – fauna e flora
  52. 52. Aproveitamento das Ondas - Baía do Mont-Saint-Michel - França
  53. 53. Aproveitamento das Ondas - Baía Fundy - Canadá
  54. 54. Aproveitamento das Ondas Os sistemas para retirar energia das ondas são muito pequenos e apenas suficientes para iluminar uma casa ou algumas bóias de aviso por vezes colocadas no mar.
  55. 55. Aproveitamento das Ondas• O ar como propulsor de uma turbina wells (sempre em rotatividade independente se o ar esta entrando ou saindo)• Potência reduzida• Em alto mar ou junto a costa• Usada em projetos específicos como: iluninaçào de faróis ou carregamento de bóias de sinalização As oscilações nas articulações gera energia que recolhida por um cabo submarino Por volta de 5km da costa Ex: Póvoa de Vazin - Porto UFRJ – Projeto exprimental – 50kW
  56. 56. OTEC - Conversão de Energia Térmica dos Oceanos Melhor funcionamento em zonas TROPICAIS E EQUATORIAIS  Qtd de energia solar - Funcionamento  ciclo de Rankine – radiação solar em energia elétrica - Custo inicial elevado - Produção Local - Onde: Keahole da Costa de Kona da Ilha do Havaí República de Nauru no Oceano Pacífico http://gestaoambientalfcago.blogspot.com/2009/11/brasil-energia-dos-gradientes-de.html http://www.institutoideal.org/conteudo.php?&sys=biblioteca&arquivo=1&artigo=83&ano=2007
  57. 57. Correntes MarítimicasVantagens:- É uma energia renovável.- Não produz qualquer tipo de poluição.- Estão menos dependentes das condições da costa.- Não produz qualquer tipo de poluição.- Estão menos dependentes das condições da costa.Desvantagens:- Instalações de potência reduzida;- Requer uma geometria da costa especial e com ondasde grande amplitude.- Impossibilita a navegação (na maior parte dos casos).- A deterioração dos materiais pela exposição à águasalgada do mar.
  58. 58. Geotérmica
  59. 59. Regiões com potencial geotérmico - O calor presente nos 10km superiores contém 50 mil vezes a energia somada das reservas de petróleo e gás natural. Hoje as geotérmioas geram apenas 10,5mw - Na última década, a energia geotérmica tem crescido a escassos 3% ao ano. Fonte: http://www.newcontent.com.br/PlanoB.pdf pág: 166
  60. 60. aquece 90% de suas casas 4 em operação e mais 180 a Calor e água caminho quente para 200 mil residências mais de 3 mil mw 18 usinas – 535mw 2ᵒ maior na produção 26% da eletricidade Líder africano, pretende em 2015 chegar a 2,4mil mw país com 128 vulcões ativos - potencial para 6,9 mil mw Eletricidade Aqui-cultura – Pesca Gerar calor para casas Resfriamento de água Estufas para produção de alimentosAquecimento de água (spa’s, indústria, residêncial, hotel, piscinas) Fonte: http://www.newcontent.com.br/PlanoB.pdf pág: 166
  61. 61. No Oregon - em Reno, Nevada e em Klamath Falls - supridas diretamente pelo calor geotérmico 20,721,005/300 = 69.070 casas americanasFonte: google earth
  62. 62. GeotérmicaVantagens :-Não necessita muito espaço;- Impacto ambiental é bastante reduzido.- Umas das mais benignas fontes de energia.- Produz energia independente de variaçõescomo chuvas, níveis de rios, etc.-Pode abastecer comunidades isoladas.- Baixo custo de operação, devido ao baixo custodo combustível. Geração de empregos (mão-de-obra barata e especializada).Desvantagens:- Não existirem muitos locais onde seja viável ainstalação de uma central geotérmica (solo etemperatura são fundamentais);- Emissão de alguns gazes pode ser nocivo aohomem (CO2 e Sulfeto de Hidrogênio)- Energia finita- Aproveitamento Local Fonte: http://www.newcontent.com.br/PlanoB.pdf pág: 179-O calor perdido aumenta a temperatura doambiente.
  63. 63. Gás Natural
  64. 64. Gás Natural - Reserva O terceiro combustível fóssil, o gás natural, responde por 19% das emissões de CO2.
  65. 65. Gás Natural - Produção
  66. 66. Hidroelétrica
  67. 67. Conclusão
  68. 68. Conclusão Enquanto o século 20 foi marcado pela globalização da economia energética mundial, com osmais diversos países disputando o petróleo, oriundo, em grande parte, do Oriente Médio, esteséculo verá a ascensão das energias eólica, solar e geotérmica. E também a eletrificação daeconomia. O setor de transporte mudará de automóveis a gasolina para híbridosgasolina/eletricidade recarregáveis, carros elétricos e trens de alta velocidade. Para cargas delonga distância, os caminhões a diesel serão trocados por sistemas à base de eletricidade. Omovimento das pessoas e dos bens funcionará, na maior parte, por meio de eletricidade. Nessanova economia energética, os edifícios dependerão quase que exclusivamente de eletricidaderenovável para aquecimento, resfriamento e iluminação Poíticas Públicas Crescendo Interesses pessoais, financeiros e políticos  Entrave aos interesses do Coletivo Fonte: Balanço Energético Nacional http://www.thevenusproject.com/images/documents/designing-the-future/Portuguese/PortugueseDesigningTheFutureEBook.pdf
  69. 69. Bibliografia Energia Eólica: Atlas do Potencial Eólico Brasileiro - http://www.cresesb.cepel.br/publicacoes/download/atlas_eolico/Atlas%20do%20Potencial%2 0Eolico%20Brasileiro.pdf Energia Geotérmica: HINRICHS, Roger A.; KLEINBACH, Merlin. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Cengage Learning, 2008. Cap. 17 POSTADO PELA ACADÊMICA ROSANA FOGLIATTO Energia Marítma: http://www.institutoideal.org/conteudo.php?&sys=biblioteca&arquivo=1&artigo=83&ano=20 07 http://ofrioquevemdosol.blogspot.com/2011/05/mares-e-oceanos-iluminando-cidades.html Google Maps http://gestaoambientalfcago.blogspot.com/2009/11/brasil-energia-dos-gradientes-de.html http://www.institutoideal.org/conteudo.php?&sys=biblioteca&arquivo=1&artigo=83&ano=20 07Conclusão:The Venus Project - http://www.thevenusproject.com/images/documents/designing-the-future/Portuguese/PortugueseDesigningTheFutureEBook.pdfPlano B - pág 153 - http://www.newcontent.com.br/PlanoB.pdf

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