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Adaptação à Mudança do Clima - Sistema Energético Brasileiro - coppetec

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Este estudo trata sobre o sistema enérgetico brasileiro em face às mudanças climáticas.

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Adaptação à Mudança do Clima - Sistema Energético Brasileiro - coppetec

  1. 1. Adaptação às mudanças climáticas no Brasil: cenários e alternativas Coordenação Geral: Roberto Schaeffer Alexandre Szklo André F P Lucena 1
  2. 2. Equipe Técnica • Programa de Planejamento Energético (PPE/COPPE/UFRJ) • Professores – Roberto Schaeffer – Alexandre Szklo – André F P Lucena • Pesquisadores – M.Sc., D.Sc. e Pós-Doutorado 2
  3. 3. • Sistema Energético Brasileiro • MESSAGE-Brasil • SDDP • Procedimento Metodológico • Resultados Preliminares Sumário 3
  4. 4. • O sistema energético brasileiro é fortemente dependente de energia renovável • Energia renovável constitui cerca de ~40% da energia primária em 2012 (EPE, 2013): – Hidroelétrica fornecem 70% da oferta de eletricidade; – Etanol de cana representa cerca de 14% do consumo de combustível no setor de transportes; – O potencial eólico on-shore nacional é estimado em mais de 350 GW 4 Sistema Energético Brasileiro
  5. 5. Energia Primária (2013) Fonte: EPE (2013) Renováveis (41%) Não-Renováveis (59%) Cana de açúcar 16.1% Hidroelétrica 12.5% Lenha e Carvão Vegetal 8.3% Outros 4.2% Óleo 39.3% Gás Natural 12.8% Carvão 5.6% Urânio 1.3% 5
  6. 6. Geração Elétrica (2011) Total: 610 TWh Fonte: EPE (2012) Capacidade de Geração Eólica em 2011 = 3.8 GW Capacidade Instalada em 2011 ~ 136 GW 6
  7. 7. http://www.ons.org.br/ 7
  8. 8. Dilema de operação do SIN Usando Hidroelétrica Combustão (GN) ou úmido seco Escassez / custo alto Redução / Desperdício OK Atender demanda elétrica atual Situação climática futura Consequências úmido seco OK 8
  9. 9. Sazonalidade Hídrica no Brasil ONS (2008) 9
  10. 10. MESSAGE-Brasil 10
  11. 11. MESSAGE-Brasil – visão geral  Cenários de demanda energética: combinação de modelos bottom-up.  MESSAGE  Model for Energy Supply Systems and their General Environmental Impacts 11
  12. 12. ● Modelo de otimização intertemporal (perfect foresight) ● 5 níveis energéticos (+2 intermediários): i. Recursos: 4 (não renováveis) ii. Energia Primária: 8 iii. Energia Secundária: 18 iv. Energia Final: 20 v. Energia Útil/Serviço Energético: 22 demandas ● Cerca de 300 tecnologias de conversão ● Ano base: 2010 ● Horizonte: 2010-2050 em períodos de 5 anos MESSAGE-Brasil 12
  13. 13. Estrutura Simplificada do MESSAGE-Brasil 13
  14. 14. Sub-sistemas no MESSAGE-Brasil 14
  15. 15. SDDP: Visão Geral 15
  16. 16. SDDP Model • SDDP é um modelo de despacho hidrotérmico estocástico; • Representação da rede de transmissão para estudos de operação de longo, médio e curto prazo; • Calcula a política operativa de mínimo custo de um sistema hidrotérmico; • Utilizado em estudos de planejamento operativo em mais de 30 países, incluindo: – Todos os países das Américas Central e do Sul; EUA e Canadá; Áustria, Espanha, Noruega Balcãs (10 países) e Turquia; Nova Zelândia e China 16
  17. 17. SDDP - Parâmetros • Detalhes operativos das usinas hidrelétricas – Balanço hídrico, limites de armazenamento e limites nas vazões turbinadas, vertidas, filtradas, etc; • Modelo detalhado das usinas térmicas – Unit commitment, contratos take or pay, contratos de combustível, curvas de eficiência côncavas ou convexas, restrições de consumo de combustível, térmicas multi-combustível, etc; • Representação de mercados spot e de contratos de energia 17
  18. 18. • Incerteza hidrológica – Modelos estocásticos de vazões que representam as características do sistema hidrológico (sazonalidade, dependência temporal e espacial, secas severas, etc.) e o efeito de fenômenos climáticos específicos como El Niño; • Rede de transmissão detalhada – Leis de Kirchhoff, limites nos fluxos de potência em cada circuito, perdas, restrições de segurança, limites de exportação e importação entre áreas elétricas, etc; • Variação da demanda de energia por bloco e por barra – estágios mensais e semanais (para estudos de longo e médio prazo) ou a estágios horários (para estudos de curto prazo). 18 SDDP - Parâmetros
  19. 19. Procedimento Metodológico 19
  20. 20. 20 (1) Geração de Cenários Base (MESSAGE-Brasil) •RCP 4.5 •RCP 8.5 (2) Geração de Cenários de Impacto sobre Hidrelétricas (SDDP) •RCP 4.5 •RCP 8.5 (3) Avaliação das Alternativas de Adaptação (MESSAGE-Brasil) •RCP 4.5 •RCP 8.5 (4) Comparação de Custos Operação VS Expansão do Sistema •RCP 4.5 •RCP 8.5 Procedimento Metodológico
  21. 21. Premissas • Macroecômico: EPE (2014) 21
  22. 22. Premissas • População: IBGE (2013) 22
  23. 23. Produção de Óleo 23
  24. 24. Gás Natural 24
  25. 25. Cenários Climáticos • Representative Climate Pathways (RCP) 25
  26. 26. • Representative Climate Pathways (RCP) – Conjunto de cenários desenvolvidos para ajudar grupos de modelagem a explorar o espectro potencial de emissões e estabilizações climáticas de longo prazo 26 Cenários Climáticos
  27. 27. • RCP 8.5: Assume nenhum esforço adicional para reduzir as emissões de GEE do setor energético nacional • RCP 4.5: Esforços nacionais para mitigar emissões de GEE – Emissões brasileiras podem ter pouco peso nas emissões globais 27 Cenário Preço de Carbono 2020 2030 2040 RCP 4.5 (2005)$/tCO2e 50 74 110 Cenários Climáticos
  28. 28. Resultados Preliminares 28
  29. 29. Baseline (RCP 8.5) • Energia Primária 29
  30. 30. Baseline (RCP 8.5) • Geração Elétrica (GWa) 30
  31. 31. Baseline (RCP 8.5) • Emissões de GEE (MtCO2) 31 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 MtCO2 Outros Indústria Agricultura/Edificações Transportes Geração de Eletricidade Produção de Energia
  32. 32. Baseline (RCP 4.5) • Energia Primária 32 0 100 200 300 400 500 600 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 Mtep Solar Eólica Hidro Urânio Biomassa Carvão Gás Óleo
  33. 33. Baseline (RCP 4.5) • Geração Elétrica (GWa) 33
  34. 34. Baseline (RCP 4.5) • Emissões de GEE (MtCO2) 34
  35. 35. Comparação • Energia Primária 35
  36. 36. Comparação • Geração Elétrica (GWa) 36
  37. 37. Comparação • Emissão de GEE (MtCO2) 37
  38. 38. Próximas etapas do estudo • SDDP: Rodadas do modelo – Sistema energético projetado (MESSAGE-Brasil) – Projeções hidrológicas (FUNCENE-UNB) • Novas modelagens do MESSAGE-Brasil – Impactos previstos pelo SDDP sobre operação do SIN 38
  39. 39. Obrigado Programa de Planejamento Energético COPPE/UFRJ 39

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