Upload
dangcong
View
214
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Rio de Janeiro, 18 de junho de /2012
MÁRCIO D’AGOSTO
BRUNO BORBA
PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES (PET)
PLANEJANDO O USO DE TRAÇÃO ELÉTRICA PARA O TRANSPORTE URBANO. EXPERIÊNCIA DA
COPPE NO BRASIL.
Fórum Global de
Mobilidade Elétrica
1.Panorama do transporte no Brasil
2.Oportunidades para ônibus híbridos e elétricos;
3.Oportunidades para automóveis elétricos;
4.Considerações finais
SUMÁRIO
PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL
Nota: Percentual calculado com base em dados de pass.km e t.km.
Fonte: Elaboração própria com base em FIPE (2011), ANTT (2009), ANTAQ (2009), ANTP (2009) and ANAC (2009).
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
Passageiro Carga
89,23%
48,96%
3,22%
33,21%
0,03%
13,99%7,51% 0,07% 3,77%
Rodoviário Ferroviário Aquaviário Aéreo Duto
Passageiro: ¹ Considera apenas transporte por barca; ² Considera apenas transporte nacional.
Carga: ³Considera somente carga transportada por cabotagem e navegação interior; 4 Considera somente carga nacional.
Divisão Modal
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
Urbano¹
A pé Bicicleta Automóvel Motocicleta Ônibus Trem/Metro Barcas
Transporte Urbano
PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL
3,0%
48,4%
1,6%
23,4%
0,1%
4,5%
18,8%
0,2%
Gás natural
Óleo diesel
Óleo combustível
Gasolina automotiva
Gasolina de aviação
Querosene de aviação
Biocombustíveis
Eletricidade
(2009)
28,76% Etanol anidro71,23% Etanol hidratado0,01% Biodiesel
Consumo de Energia no Setor de Transporte
28% DO CONSUMO DE ENERGIA FINAL
92% PARA O TRANSPORTE RODOVIÁRIO
PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL
Emissão de Dióxido de Carbono e Poluentes Locais
CO THC NOx MP RCHO
1980 9.307.366 4.702.658 848.022 716.330 42.675 7.330
2010 41.055.938 1.372.103 257.709 966.578 28.807 7.103
Variação % 341% -71% -70% 35% -32% -3%
Período Frota
Emissões (toneladas)
USO DE TECNOLOGIAS COM MENOR CONSUMO DE ENERGIA E/OU COMBUSTÍVEIS MENOS POLUENTES.
0,000 1000,000 2000,000 3000,000
Automóvel médio (Gasolina) 20 km/h
Automóvel médio (Etanol) 20 km/h
Automóvel médio (GNV) 20 km/h
Ônibus urbano convencional (Diesel) 20 km/h
Ônibus urbano convencional (GNV) 20 km/h
Ônibus urbano híbrido (diesel-elétrico) 20 km/h
Metrô 30/km/h
Caminhada 5 km/h
Bicicleta 12 km/h
Modo de Transporte
Energia [kJ/pass.km]
INDIVIDUAIS
NÃO MOTORIZADOS
COLETIVOS
MOTORIZADOS
10x
OPORTUNIDADES PARA ÔNIBUS HÍBRIDOS
l/km
km/h
4,31 km/l
3,07 km/l
Curvas muito
próximasCurvas mais
afastadas
1,85 km/l
1,69 km/l
Sistema de Transporte Público Urbano do Rio de Janeiro
OPORTUNIDADES PARA ÔNIBUS HÍBRIDOS
100% 100% 100% 100%
195%
112%
60%69%
0%
50%
100%
150%
200%
250%
Investimento inicial Custo operacional Poluentes locais CO2
P7P P7H
OPORTUNIDADES PARA ÔNIBUS HÍBRIDOS
0% 0% 0%
19%
-40%
-31%
-50%
-40%
-30%
-20%
-10%
0%
10%
20%
30%
Investimento adicional Redução de Poluentes Locais
Redução de CO2
P7P P7H
Ref.
OPORTUNIDADES PARA ÔNIBUS ELÉTRICOS
Ônibus híbrido: Hidrogênio e
eletricidade
Pilha a combustível + bateria
Motor a etanol + bateria
Bateria
Veículo experimental em circulação na
Rio+20 e em exposição no Pavilhão da
COPPE no Parque dos Atletas.
TODOS ESTÃO CONVIDADOS!
ÔNIBUS A PILHA A COMBUSTÍVEL DA COPPE/UFRJ
Laboratório de Hidrogênio - COPPE/UFRJ - Prof. Paulo EmílioFone: +55 21 2562-8791
� Opção para reduzir as emissões atmosféricas (principalmente CO2) e aumentar a segurança energética do setor de transporte
� Recarga Inteligente:� Diminui o ciclo das usinas de geração elétrica (ou evita geração start-up adicional, que
de outro modo iria diminuir a eficiência global do sistema)� Forma a maximizar a integração das energias renováveis variável em sistemas de
energia
� Outros benefícios:� Operação silenciosa� Ausência ou baixas emissões de escape� Eficiência superior
� Impactos sobre o sistema de potência e / ou sistema de distribuição:� Aumento da carga de pico da noite� Aumento ds cargas dos transformadores� Perdas no sistema de distribuição� Flutuações de tensão� Aumento da corrente de falta� Qualidade de energia (potência reativa e correntes harmônicas)
Por Que VePor Que Veíículos Elculos Eléétricos?tricos?
OPORTUNIDADES PARA AUTOMÓVEIS ELÉTRICOS
% BEV Frota Atual *
Frota BEV (103 veículos)
Distâcia Média Anual (km)
Desempenho Médio (km/kWh)
Energia (TWh)
% Consumo Brasil 2011 **
10% 2.980 8.000 6,0 4,0 0,9%
20% 5.960 8.000 6,0 7,9 1,7%
50% 14.899 8.000 6,0 19,9 4,4%
70% 20.859 8.000 6,0 27,8 6,1%
100% 29.798 8.000 6,0 39,7 8,7%
Em termos de EnergiaEm termos de Energia
* Considerando a frota atual de 29,8 milhões de veículos leves (ANFAVEA, 2011)** Considerando o consumo anual de energia elétrica do Brasil da ordem de 450 TWh (EPE, 2011)
� Do ponto de vista de energia, o impacto da penetração de veículos leves elétricos no Brasil não deve ser expressivo
OPORTUNIDADES PARA AUTOMÓVEIS ELÉTRICOS
Em termos de PotênciaEm termos de Potência
% BEV *BEV Frota
(103 veículos)Potência Unitária Recarga (kW)
Taxa Superposição
Potência (GW) % Pico **
% Potência Instalada ***
10 2.980 1,9 60% 3,4 4,9% 2,8%20 5.960 1,9 60% 6,8 9,7% 5,7%50 14.899 1,9 60% 17,0 24,3% 14,2%70 20.859 1,9 60% 23,8 34,1% 19,9%100 29.798 1,9 60% 34,0 48,7% 28,5%
7,7 30% 6,9 9,9% 5,8%7,7 30% 13,8 19,7% 11,5%7,7 30% 34,4 49,3% 28,9%7,7 30% 48,2 69,1% 40,4%7,7 30% 68,8 98,7% 57,7%150 1% 4,5 6,4% 3,7%150 1% 8,9 12,8% 7,5%150 1% 22,3 32,0% 18,7%150 1% 31,3 44,9% 26,2%150 1% 44,7 64,1% 37,5%
* Considerando a frota atual de 29,8 milhões de veículos leves (ANFAVEA, 2011)** Considerando a potência de pico da ordem de 65 GW (ONS, 2011)*** Considerando a potência instalada no Brasil de 110 GW (ANEEL, 2011)
� Do ponto de vista de potência, o impacto pode ser significativo, influenciado, principalmente pela forma de recarga
OPORTUNIDADES PARA AUTOMÓVEIS ELÉTRICOS
� Variabilidade da energia eólica ���� Excedentes de eletricidade (especialmente para usinas eólicas inseridas em sistemas inflexíveis)
� A capacidade total instalada de energia eólica está aumentando, principalmente no Nordeste do Brasil
� O sistema de energia elétrica da região Nordeste está tornando-se mais inflexível
�Esta situação requer a modelagem adequada do sistema de energia� Neste caso, as tecnologias de armazenamento de eletricidade podem ser
consideradas, incluindo a inclusão de BEVs e PHEVs
�Nós testamos o uso de uma frota de PHEVs no nordeste do Brasil como uma forma de estimular a eletrificação de veículos e adiar os custos de redes inteligentes
� O excedente elétrico de geração eólica, com uma coordenação adequada, poderia ser usado para abastecer uma frota PHEVs
� O tempo de carga da bateria destes veículos poderia ser alcançado por meio de temporizadores e poderia ser facilmente controlada, por exemplo, com um gerenciamento de frotas
O Caso da GeraO Caso da Geraçção Eão Eóólicalica
OPORTUNIDADES PARA AUTOMÓVEIS ELÉTRICOS
� Resultado: Excesso de Energia no Nordeste (GWh)
GWh 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Jan/Fev/Mar
1 - 6h 185 317 448 580 712 837
6 - 10h 92 158 224 290 356 419
10 - 18h 0 0 0 0 0 0
18 - 21h 0 0 0 0 0 0
21 - 24h 0 0 0 0 0 0
Abril/Maio/Jun
1 - 6h 295 506 716 927 1.137 1.337
6 - 10h 0 253 358 463 569 668
10 - 18h 0 0 0 0 0 0
18 - 21h 0 0 0 0 0 0
21 - 24h 0 0 0 0 0 0
Jul/Ago/Set
1 - 6h 51 0 0 0 0 0
6 - 10h 0 0 0 0 0 0
10 - 18h 0 0 0 0 0 0
18 - 21h 0 0 0 0 0 0
21 - 24h 0 0 0 0 0 0
Out/Nov/Dez
1 - 6h 67 0 0 0 0 0
6 - 10h 0 0 0 0 0 0
10 - 18h 0 0 0 0 0 0
18 - 21h 0 0 0 0 0 0
21 - 24h 0 0 0 0 0 0
Excesso de Energia (GWh) 597 822 1.165 1.507 1.850 2.174
% Carga S2 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00 1,10
Frota (PHEV 50) 447.907 616.604 873.522 1.130.440 1.387.360 1.630.324
O Caso da GeraO Caso da Geraçção Eão Eóólicalica
OPORTUNIDADES PARA AUTOMÓVEIS ELÉTRICOS
OPORTUNIDADES PARA AUTOMÓVEIS ELÉTRICOS
PRODUÇÃO DE MATÉRIA-PRIMA
TRANSPORTE DA MATÉRIA-PRIMA
PRODUÇÃO DA FONTE DE ENERGIA
TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DA FONTE DE ENERGIA
USO FINAL
BACIA DE
CAMPOS Barra do
Furado
TECAB
UPGNGASCAB
GASDUC II
Rede de
Postos
GNCAutomóvel a
GNC
BACIA DE
CAMPOS
Barra do
Furado
TECAB
UPGN
GASCAB
GASDUC II
Rede Elétrica
Usina Termelétrica
Automóvel
elétrico a
bateria
CADEIA DE SUPRIMENTO
OPORTUNIDADES PARA AUTOMÓVEIS ELÉTRICOS
34%
83% 80%
15%
27,5 %
12,4%
121 %
Automóvel a GNC Automóvel Elétrico a Bateria
50%
Termelétrica
OPORTUNIDADES PARA AUTOMÓVEIS ELÉTRICOS
20%
80%
90,5%90,5%90,5%90,5%
100%
9,5%
100%100%100%100%
2.196,4 kJ/(pass*km)
633,5 kJ/(pass*km)
247 %
Automóvel a GNC Automóvel Elétrico a Bateria
Consumo de Energia [kj/pass.km]
Investimento, autonomia, custos operacionais?
CONSIDERAÇÕES FINAIS
1. O Brasil tem muitas opções de fontes alternativas de energia
para o transporte rodoviário urbano e está planejando a
introdução dos veículos elétricos;
2. Estudos comparativos estão sendo realizados considerando
aspectos financeiros e ambientais – uso final;
3. Estudos adicionais envolvem o suprimento de infraestrutura e
ciclo de vida;
4. O uso de tração elétrica em veículos rodoviários parece ser
passo inevitável a ser dado.
LABORATÓRIO DE TRANSPORTE DE CARGA - LTC
www.ltc.coppe.ufrj.brCoordenador: Márcio de Almeida D’Agosto
Centro de Tecnologia, Bloco H, Sala 119
Cidade Universitária, Ilha do Fundão,
CEP: 21.949-900 – Rio de Janeiro – RJ
Tel: +55 21 2562-8139 / 2562-8129
Junho/2012.
Fórum Global de
Mobilidade Elétrica
PLANEJANDO O USO DE TRAÇÃO ELÉTRICA PARA O TRANSPORTE URBANO.
EXPERIÊNCIA DA COPPE NO BRASIL.
E1