Tendências Futuras para o Setor de Energia

Tendências Futuras para o Setor de EnergiaGilberto De Martino Jannuzzi

UNICAMP

Local: Espaço Cultural da FINEP, Rio de Janeiro

Data: 23/julho/2008

Tópicos Energia e a visão de futuro As tecnologias estudadas: estado da arte Maximizar benefícios públicos: A Matriz de

Desafios O Mercado futuro de energia: Projeções de

demanda “Módulo Integrador” – Aonde estão os

maiores gargalos tecnológicos?

Objetivos Fazer uma revisão do estado da arte das principais

tecnologias de energia Elaboração de um diagrama-resumo que indica o

grau de esforço em P&D que pode ser necessário levando-se em consideração o estado da arte das tecnologias, demanda e matriz energética futura, benefícios públicos

Pesquisa documental Tempo de execução: 3 meses

Energia: as próximas décadas Grandes quantidades serão demandadas em

particular pelo países em desenvolvimento Agravamento de problemas ambientais locais

e globais (Mudanças climáticas) Análise dos principais fatores que poderão

condicionar a demanda futura de energia e as preferências para as escolhas tecnológicas e tipos de combustíveis

Indus trias : forç a motriz , c alor, iluminaç ão, automaç ãoc omerc ial, s erviç os , res idenc ial: iluminaç ão, refrig eraç ão, ar c ondic ionado, T rans porte: rodoviário, ferroviário, aéreo, fluvial e naval

Distribuição

Hidrogênio

Calor/Frio

L ÍQUIDOS Carvão, lenha, pellets

PetróleoGás NaturalCarvãoEnergia nuclear baixoEnergia hidráulica

médioEnergia da cana de açúcarEnergia Solar altoEnergia EólicaPCHs (E. hidráulica)

US OS F INAIS

Gás Natural

Transmissão/Transporte

Lenha, resíduos e outras biomassas

F ONT E S P R IMÁ R IAS

T E C NOL OG IAS DE INT E R F AC E

Materiais

S ÓL IDOS

G AS E S

VE T OR E S

Eletricidade

Biocombustíveis

Derivados de petróleo

HidrogênioG

ases

Sól

idos

L íquidos

Ele

tric

idad

e

Hid

rogê

nio

Cal

or/F

rio

Mercado futuro de energia

A visão de futuro: metodologia

C&T

Benefícios Públicos

3

Projeções de

demanda

2

Matriz de

Desafios

1

Estado da Arte

Seleção de 60 tecnologias e processos

•Fichamento de informações

•Linha do tempo

Projeções:

•Usos finais de energia

•Quantidades e fontes de energia

Problemas que poderão se agravar se não houver mudanças tecnológicas

•Econômicos

•Sociais

•Ambientais4

Módulo Integrad

or

PARTE 1

TecnologiasQual o estado atual de desenvolvimento das principais tecnologias? Quais são as perspectivas de custos e implementação comercial?

Estado da arte das tecnologias de energia Geração de eletricidade Combustíveis e Calor Transmissão, Transporte, Distribuição, Usos

Finais Tecnologias de interface

Geração de eletricidade Turbinas a gás e duais (hidrogênio e gás

natural) Gasificação integrada em ciclo

combinado de carvão (IGCC) Leito fluidizado circulante (CFBC):

utilização de sistemas biomassa-carvão no Brasil

Carvão Pulverizado Leito Fluidizado Pressurizado Cogeração por ciclos a vapor Tecnologias de reatores nucleares

avançados Produtividade do ciclo do combustível

nuclear Gestão de resíduos nucleares Geração Hidraúlica

Geração Hidraúlica Materiais Piezoelétricos Biomassa:

gasificação de pequeno porte (< 100 kW); Gasificação de grande porte (10 – 100 MW) com ciclo combinado

Hidrogênio: células a combustível na geração distribuída

Fusão nuclear Energia solar térmica de alta temperatura Energia solar fotovoltaica Energia eólica Tecnologias de combustão mista

(biomassa com carvão e gás natural); Tecnologias de combustão avançadas (biomassa, incluindo resíduos)

Energia das ondas e marés Geotérmica

Combustíveis e calor Gas-to-liquid (GTL) Armazenamento de gás natural Tecnologia de produção agrícola de “biomassa energética” Biorefinarias Tecnologias novas para produção de etanol (2a. geração) Veículos: demanda futura por combustíveis (tipo de combustível,

eletricidade e hidrogênio) Hidratos de Metano Gás Natural Liquefeito (GNL) Recuperação Avançada de Petróleo Carvão Vegetal: tecnologias avançadas de carvoejamento; pirólise Energia solar térmica de baixa temperatura

Transmissão, transporte, distribuição, usos finais e outros Controle de Emissões Produção e armazenamento de hidrogênio como vetor energético Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica Transmissão e distribuição de gás natural Tecnologia para produção de óleo e gás em águas profundas e ultra-

profundas. Tecnologias de refino de petróleo Coal-to-liquid (CTL) Usos finais: indústria Usos Finais: residencial e comercial Medição “inteligente” Edificações

Tecnologias de interface Materiais Sensores e automação Combustão Regulação

Exemplo: Linha do tempo

Arquivo completo

PARTE 2

Matriz de DesafiosComo novas tecnologias poderão minimizar áreas de maior atenção que sofrem impactos do sistema de produção e uso de energia?

Uso da terra, biodiversidade

e água

Segurança e Saúde Públicas

Qualidade do ar

Mudanças Climáticas

Situação das reservas

energéticas

Aspectos sociais eregionais

AREAS DE INTERESSE PÚBLICO

Áreas de Interesse Público

Matriz de Desafios

PARTE 3

As projeções de demanda de energiaQual a quantidade de energia que será requerida, quais serão as fontes principais, quais setores de consumo?

(Schock et al. 2004)

Padrões de consumo final de energia: tipos/vetores de energia

A contribuição de fontes renováveis no suprimento de energia primária global (2030 e 2050)

Matriz energética 2030 –participação de mercado

Brasil

PARTE 4

Módulo de integraçãoDe acordo com a desenvolvimento tecnológico esperado em 2030 para o Brasil, mercado de energia e importância na matriz de desafios, ponderar a relevância dos esforços de P&D

Indus trias : forç a motriz , c alor, iluminaç ão, automaç ãoc omerc ial, s erviç os , res idenc ial: iluminaç ão, refrig eraç ão, ar c ondic ionado, T rans porte: rodoviário, ferroviário, aéreo, fluvial e naval

Distribuição

Hidrogênio

Calor/Frio

L ÍQUIDOS Carvão, lenha, pellets

PetróleoGás NaturalCarvãoEnergia nuclear baixoEnergia hidráulica

médioEnergia da cana de açúcarEnergia Solar altoEnergia EólicaPCHs (E. hidráulica)

US OS F INAIS

Gás Natural

Transmissão/Transporte

Lenha, resíduos e outras biomassas

F ONT E S P R IMÁ R IAS

T E C NOL OG IAS DE INT E R F AC E

Materiais

S ÓL IDOS

G AS E S

VE T OR E S

Eletricidade

Biocombustíveis

Derivados de petróleo

Hidrogênio

Gas

es

Sól

idos

L íquidos

Ele

tric

idad

e

Hid

rogê

nio

Cal

or/F

rio

Matriz de relevâncias Critérios para os pesos Relevância das tecnologias (definidas na etapa I)

Métricas: de 1 a 3 com peso 3

Matriz Energética em 2030 (EPE) Métricas: de 1 a 3 com peso 2

“1”: a energia primária terá pouca participação de mercado em 2030 e haverá a diminuição desta participação (em %) quando comparado com a matriz atual; “2” quando um dos critérios aumentou e o outro diminuiu; “3” quando ambos os critérios aumentaram.

Matriz de ameaças Métricas: de 1 a 3 com peso 1

“1” quando existem poucos desafios a serem suplantados, “2” médio e “3” alto

Matriz de relevâncias

Exemplo: