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

1. Adaptação às mudanças climáticas no Brasil:
cenários e alternativas
Coordenação Geral: Roberto Schaeffer
Alexandre Szklo
André F P Lucena
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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
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3. • Sistema Energético Brasileiro
• MESSAGE-Brasil
• SDDP
• Procedimento Metodológico
• Resultados Preliminares
Sumário
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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
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Sistema Energético Brasileiro

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. Geração Elétrica (2011)
Total: 610 TWh
Fonte: EPE (2012)
Capacidade de Geração Eólica
em 2011 = 3.8 GW
Capacidade Instalada em 2011 ~ 136 GW
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7. http://www.ons.org.br/
7

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. Sazonalidade Hídrica no Brasil
ONS (2008)
9

10. MESSAGE-Brasil
10

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
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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. Estrutura Simplificada do MESSAGE-Brasil
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14. Sub-sistemas no MESSAGE-Brasil
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15. SDDP: Visão Geral
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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
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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
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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. Procedimento Metodológico
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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. Premissas
• Macroecômico: EPE (2014)
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22. Premissas
• População: IBGE (2013)
22

23. Produção de Óleo
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24. Gás Natural
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25. Cenários Climáticos
• Representative Climate Pathways (RCP)
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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
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Cenários Climáticos

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
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Cenário Preço de Carbono 2020 2030 2040
RCP 4.5 (2005)$/tCO2e 50 74 110
Cenários Climáticos

28. Resultados Preliminares
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29. Baseline (RCP 8.5)
• Energia Primária
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30. Baseline (RCP 8.5)
• Geração Elétrica (GWa)
30

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. 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. Baseline (RCP 4.5)
• Geração Elétrica (GWa)
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34. Baseline (RCP 4.5)
• Emissões de GEE (MtCO2)
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35. Comparação
• Energia Primária
35

36. Comparação
• Geração Elétrica (GWa)
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37. Comparação
• Emissão de GEE (MtCO2)
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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
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39. Obrigado
Programa de Planejamento Energético
COPPE/UFRJ
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