Energias Renováveis - Sustentabilidade Energética dos EUA

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André Reis
Ricardo Saiote

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Energias Renováveis - Sustentabilidade Energética dos EUA

  1. 1. Energias Renováveis<br />Sustentabilidade Energética dos EUA<br />
  2. 2. Os ciclos glaciários<br />Fenómenos que afectam o sistema Terra no seu todo<br />Último máximo glaciário – 21000 anos<br />Um dos mais intensos<br />Explicação mais viável:<br />Variação da órbita terrestre em torno do sol<br />Este factor não explica os eventos climáticos a escalas temporais entre os 100 e 1000 anos<br />
  3. 3. Os ciclos glaciários<br />Relação entre a concentração de CO2 presente na atmosfera e as temperaturas médias globais<br />
  4. 4. Registos da ocorrência de temperaturas médias mais elevadas no Hemisfério Norte durante o final do século XI e no século XII, bem como durante o século XIV<br />Posteriormente, as temperaturas médias baixaram entre os séculos XIV e XIX. <br />Variabilidade climática nos últimos 1000 anos<br />
  5. 5. Variabilidade climática nos últimos 1000 anos<br />Estes períodos são conhecidos como o Período Quente Medieval e a Pequena Idade do Gelo <br />ΔT≤𝟏℃ das verificadas no início do século XX<br /> <br />Grandes impactos nas sociedades<br />
  6. 6. Variabilidade climática nos últimos 1000 anos<br />Possíveis causas:<br />Variação da actividade solar<br />Emissões de gases e cinzas vulcânicas para a atmosfera<br />Alterações das correntes oceânicas<br />
  7. 7. A relação entre energia e alterações climáticas<br />Efeito de Estufa<br />Mecanismo natural de manutenção e aumento da temperatura média do planeta<br />Indispensável à Biosfera<br />Gás com Efeito de Estufa (GEE)<br />Absorve parte das radiações infravermelhas que a superfície terrestre irradia para o espaço, provocando uma retenção de calor<br />Actualmente, as altas concentrações na atmosfera derivam da actividade humana<br />
  8. 8. A relação entre energia e alterações climáticas<br />Dados dos GEE’s mais influentes<br />*Global WarmingPotential - CO2equivalente correspondente a 100 anos<br />
  9. 9. A relação entre energia e alterações climáticas<br />Existe uma forte interferência humana nas recentes alterações climáticas<br />Desflorestação<br />Urbanização<br />Crescimento demográfico<br />Emissões gasosas<br />Apenas possível devido à utilização de energia <br />
  10. 10. A relação entre energia e alterações climáticas<br />Alguns estudos indicam que a variação da irradiação solar pode ter tido uma influencia de 45 a 50% no aquecimento global durante o século XX<br />
  11. 11. Alterações Climáticas nos EUA: passado e futuro<br />Têm seguido a linha de tendência global<br />Factores relevantes:<br />Temperatura<br />Precipitação, cheias e secas<br />Gelo e neve<br />Nível médio do mar<br />Furacões no Atlântico<br />Alterações Climáticas abruptas<br />
  12. 12. Alterações Climáticas nos EUA: passado e futuro<br />Temperatura<br />
  13. 13. Alterações Climáticas nos EUA: passado e futuro<br />Precipitação, cheias e secas<br />
  14. 14. Alterações Climáticas nos EUA: passado e futuro<br />Gelo e Neve<br />
  15. 15. Alterações Climáticas nos EUA: passado e futuro<br />Nível médio do mar<br />
  16. 16. Alterações Climáticas nos EUA: passado e futuro<br />Furacões no Atlântico<br />
  17. 17. Alterações Climáticas nos EUA: passado e futuro<br />Alterações climáticas abruptas<br />
  18. 18. Efeitos das alterações climáticas na energia<br />Alto grau de incerteza quanto aos efeitos sobre a produção e o fornecimento de energia:<br />Grande dependência da magnitude das alterações climáticas<br />Variabilidade regional<br />Variabilidade sazonal<br />
  19. 19. Efeitos das alterações climáticas na energia<br />Relativamente ao uso de energia, para um aumento de temperatura de 1°C:<br />Redução do consumo de energia para aquecimento em cerca de 1 a 10% do total<br />Aumento da necessidade de energia de 5 a 20%, para climatização dos edifícios<br />Maior evaporação da água dos solos leva a um aumento da necessidade de energia para irrigação<br />
  20. 20. Efeitos das alterações climáticas na energia<br />Quanto à produção de energia:<br />Hidrogeração – alteração dos padrões de temperatura e precipitação<br />Infra-estruturas de produção, transmissão e distribuição de energia – eventos climáticos extremos<br />Centrais eléctricas – vagas de calor podem prejudicar o processo de refrigeração<br />
  21. 21. Efeitos das alterações climáticas na energia<br />Quanto à produção de energia:<br />Solar – aumento da nebulosidade<br />Eólica - alteração da velocidade do vento<br />Biomassa - alteração dos padrões de crescimento da vida vegetal <br />Efeitos bastante mais difíceis de prever que os anteriores<br />
  22. 22. Evolução energética dos EUA<br />Auto-suficiência até 1950<br />Em 2008, a quantidade de energia importada foi de 26% do consumo total<br />
  23. 23. Evolução energética dos EUA<br />Mix energético:<br />Lenha – o combustível mais usado até 1885<br />Carvão – ultrapassou a lenha em 1885<br />Hidroeléctrica - está no mix energético desde 1890, mas de forma muito pouco significativa<br />Petróleo e GN – ultrapassou o carvão em 1950/1960<br />Nuclear – entrou no mix energético em 1970<br />
  24. 24. Evolução energética dos EUA<br />A maioria da energia consumida deriva de combustíveis fósseis<br />As energias renováveis são residuais relativamente ao total nacional<br />Após 1988, a contribuição nuclear ultrapassou a das energias renováveis<br />
  25. 25. Evolução energética dos EUA<br />O sector industrial é o que consome maior quantidade de energia, seguindo-se os dos transportes, o residencial e por fim, o comercial<br />
  26. 26. Evolução energética dos EUA<br />Consumo de energia dos sectores residencial e comercial<br />A electricidade e o GN são as fontes de energia principais<br />O consumo de petróleo está em declínio<br />Como a energia eléctrica é, maioritariamente, produzida através de combustíveis fósseis, a ela está associada grandes perdas energéticas resultantes da sua geração, transmissão e distribuição<br />Sectores com muito baixa eficiência energética<br />
  27. 27. Evolução energética dos EUA<br />Consumo de energia do sector industrial<br />O petróleo e o GN são as fontes de energia principais<br />Actualmente, biomassa com representatividade maior que o carvão<br />Note-se que, neste sector, as perdas energéticas seguem o comportamento do consumo de electricidade, igualando quase a quantidade de energia utilizada através de gás natural.<br />Sector com baixa eficiência energética<br />
  28. 28. Evolução energética dos EUA<br />Consumo de energia do sector dos transportes<br />O sector com maior aumento da taxa de consumo de energia<br />Influência total do petróleo sobre o comportamento do consumo de energia total<br />Em 2008, o petróleo representava uma parcela de 94% do total de energia consumida<br />Os 6% restantes correspondem a electricidade e biocombustíveis<br />
  29. 29. Energias renováveis: panorama actual<br />Desde 2000, as ER quase que triplicaram, excluindo a hidrogeração<br />Em 2008 representavam cerca de 42GW de capacidade instalada<br />
  30. 30. Energias renováveis: panorama actual<br />Em relação<br />a 2007<br />Em 2008:<br />A capacidade instalada de energia eólica aumentou 51%<br />a capacidade instalada de energia fotovoltaica aumentou 44%<br />Excluindo a hidrogeração, a biomassa representou 45% do total de energia eléctrica gerada por FER<br />A eólica representou 93% da capacidade instalada que foi adicionada à já existente no ano anterior<br />
  31. 31. Energias renováveis: panorama actual<br />Crescimento anual foi de 12% entre 2001 e 2008<br />A energia eólica e a solar fotovoltaica são as que cresceram mais rapidamente no sector das renováveis<br />
  32. 32. Energias renováveis: panorama actual<br />Incluindo a hidrogeração, em 2008:<br />Acapacidade instalada é quase 120GW<br />A energia gerada através FER é quase 374GWh<br />
  33. 33. Energias renováveis: panorama actual<br />O consumo de energia renovável geralmente acompanhou o padrão do output da hidrogeração, apenas notando-se uma ligeira alteração comportamental perto de 2008<br />
  34. 34. Energias renováveis: panorama actual<br />Apesar destes factos e excluindo a hidrogeração, o contributo das ER é ainda quase residual:<br />3,8% da capacidade instalada total<br />3,1% da energia total gerada<br />Incluindo a hidrogeração, já se tornam mais significativas:<br />10,8% da capacidade instalada total<br />9,1% da energia total gerada<br />
  35. 35. Será possível gerar 100% da electricidade a partir de fontes livres de carbono?<br />Hidroelectricidade<br />Maior produtor de electricidade renovável nos EUA<br />Grande variedade inter-anual:<br />Água armazenada na albufeira:<br />Precipitação<br />Controlo de cheias<br />Água para consumo e recreação<br />Caudal mínimo para navegação<br />Respeito da biodiversidade <br />
  36. 36. Será possível gerar 100% da electricidade a partir de fontes livres de carbono?<br />Hidroelectricidade<br />Redução de 30% de produção na Califórnia (fim do séc. XXI) <br />Aumento 3,1°a 4,4°C <br />Diminuição da precipitação de 10 a 20% <br />Redução de produção no rio Colorado e Grandes Lagos <br />Aumento de produção no rio Columbiae na área da Colômbia Britânica no Inverno<br />Aumento de 2° a 3°C<br />
  37. 37. Será possível gerar 100% da electricidade a partir de fontes livres de carbono?<br />Energia Eólica e Solar<br />Energia Eólica tem uma grande taxa de crescimento anual<br />Energia Solar tem um enorme potencial de crescimento, que começa a surgir<br />Ambas têm uma grande variabilidade temporal<br />Os padrões do vento podem ser modificados pelas Alterações Climáticas<br />O aumento das nuvens e dos aerossóis reduzem a disponibilidade solar<br />
  38. 38. Será possível gerar 100% da electricidade a partir de fontes livres de carbono?<br />Energia Eólica e Solar<br />A diminuição de 2% da radiação solar implica a redução de 6% da produção energia solar<br />O aumento da nebulosidade até 2040 reduz até 40% a produção energética solar<br />Os modelos indicam que o recurso eólico e solar não irão aumentar no futuro<br />
  39. 39. Será possível gerar 100% da electricidade a partir de fontes livres de carbono?<br />Biomassa<br />Combustível usado nos sectores dos transportes, energia e processos industriais<br />Co-geração indústria do papel e celulose<br />Queima directa da madeira, seus desperdícios e RSU<br />Biogás dos aterros <br />Etanol do milho<br />
  40. 40. Será possível gerar 100% da electricidade a partir de fontes livres de carbono?<br />Biomassa<br />Melhoramento da gestão <br />Desperdícios florestais e da agricultura<br />Recursos hidrológicos<br />Aumento da precipitação e temperatura pode aumentar a produção de culturas para fins energéticos<br />Fonte bastante dependente das alterações climáticas locais e regionais devido à diversidade de opções<br />
  41. 41. Será possível gerar 100% da electricidade a partir de fontes livres de carbono?<br />Energia das Ondas e Geotérmica<br />As alterações climáticas não exercem directamente influência na geotermia<br />O mar é um recurso com enorme potencial<br />O aumento do número e intensidade das tempestades marítimas são os principais impactos das alterações climáticas<br />Tecnologia das ondas pouco madura (ao invés da eólica offshore)<br />
  42. 42. Será possível gerir uma rede eléctrica somente a partir de FER?<br />Os recursos renováveis têm uma grande variabilidade temporal<br />A gestão da rede tem que equilibrar a produção e o consumo em cada instante<br />Os padrões de consumo são conhecidos, o que facilita a tarefa<br />As renováveis são imprevisíveis<br />Podem não gerar a electricidade no instante que é necessário<br />As centrais térmicas têm sempre energia disponível a fornecer quando preciso<br />
  43. 43. Será possível gerir uma rede eléctrica somente a partir de FER?<br />Solução: armazenar os excedentes de energia produzidos pelas FER<br />Gerir ainda melhor a rede para evitar desperdícios e perdas desnecessárias (eficiência energética):<br />Smart-grids<br />Telegestão dos padrões de consumo/produção de cada indivíduo<br />Produção descentralizada de energia (microgeração)<br />Aproveitar a grande disponibilidade de vento nocturno para bombear a água de volta para as albufeiras<br />Tornar o sector dos transportes eléctrico, de modo a funcionar como uma bateria gigante:<br />Absorve o excedente de Energia Renovável produzida<br />Fornece energia à rede quando pedido <br />
  44. 44. Existem matérias-primas suficientes para fabricar todos os sistemas electroprodutores?<br />Energia Eólica<br />Aço e betão da estrutura em quantidade suficiente (recicláveis)<br />Terras raras dos geradores em quantidade suficiente ( local de extracção de baixo custo na China) dependência do estrangeiro<br />Energia Solar<br />Células solares<br />Silício extraído da areia<br />Cádmio, Telúrio, Cobre, Índio e Selénio existem em quantidades pequenas (inviabiliza a produção em larga escala)<br />Contactos eléctricos de prata (metal caro e algo limitado em quantidade, encarece o sistema)<br />
  45. 45. Existem matérias-primas suficientes para fabricar todos os sistemas electroprodutores?<br />Veículos Eléctricos<br />Mesmo problema das terras raras<br />Reservas de lítio mais importantes na Bolívia e no Chile (dependência de terceiros)<br />Estima-se que não exista lítio em quantidade suficiente para cobrir o parque automóvel global (apostar reciclagem) <br />
  46. 46. Conclusões<br />As alterações climáticas irão variar regionalmente os padrões de precipitação:<br />Favorecer/desfavorecer áreas hidroeléctricas<br />Favorecer/desfavorecer a produção de biomassa<br />Os recursos solar e eólico não deverão sofrer grandes alterações de potencial<br />
  47. 47. Conclusões<br />Gestão da Energia Eléctrica<br />Smart-grids<br />Controlo consumo/produção de cada indivíduo<br />Produção descentralizada (microgeração)<br />Sector dos transportes eléctrico<br />Conceito da “bateria gigante” funcionará? <br />Existe matéria-prima suficiente<br />Localização torna o EUA dependentes de terceiros (como do petróleo)<br />
  48. 48. Obrigado!<br />

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