Mesa redonda: ‘O Futuro Energético e a Geração Nuclear’
Seminário “Desenvolvimento e Energia Nuclear”
Clube de Engenharia ...
SEGURANÇA ENERGÉTICA
continuidade e sustentabilidade de suprimento
EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA

{
{

comum a todas a...
SEGURANÇA ENERGÉTICA
continuidade e sustentabilidade de suprimento
EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA

{
{

comum a todas a...
Energéticos não-renováveis
RISCOS à SEGURANÇA
1. Descontinuidade dos fluxos materiais
Interrupção ou redução por razões f...
1. Fluxos Materiais





Petróleo
Gás Natural
Carvão
Urânio
Pequenos volumes

Petróleo

Carvão

Gás Natural
Fonte: BP...
1. Fluxos Materiais
2. Volatilidade
de preços




Petróleo

Petróleo
Gás Natural
Carvão
Menor volatilidade

 Urânio
Menor volatilidade
...
3. Limitações no
armazenamento
4. Geração de GEE
5. Exaustão de Reservas
Petróleo

Relação Reserva/Produção
R/P





Petróleo
Gás Natural
Carvão
Urânio: 100-150 anos
(...
5. Exaustão de Reservas
Caso Brasileiro
Produção x Oferta de Energia

Alta renovabilidade da matriz energética
caso único no mundo
Fonte: Balanço ...
Caso Brasileiro
Baixa dependência de energéticos
não-renováveis externos

Fonte: Balanço Energético Nacional 2011
Caso Brasileiro
Baixa contribuição do setor energia e indústria
para as emissões totais de CO2
Caso Brasileiro
Sistema Elétrico único no mundo
MUNDO
RENOVÁVEL: 18%
FÓSSIL:
68%

CARVÃO

GAS

HIDRO

NUCLEAR

ÓLEO

OUTRA...
SEGURANÇA ENERGÉTICA
continuidade e sustentabilidade de suprimento
EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA

{
{

comum a todas a...
Energéticos renováveis
RISCOS à SEGURANÇA
 Sazonalidades inerentes aos ciclos naturais
Hídrica, Biomassa (anual/plurianu...
Caso Brasileiro
Sazonalidade da oferta hídrica
Caso Brasileiro
Risco hídrico: a crise de 2001
Não disponibilidade de complementação térmica
180

100%

Operação do Sistem...
Evolução Histórica dos Reservatórios
( Sudeste e Centro-Oeste)
Centro-Oeste

100

90

80

70

60

% 50
40

28,86

30

20

...
Caso Brasileiro
Gestão Segura de um
Sistema hidrotérmico com alta renovabilidade

Tomada de decisão baseada em modelos de ...
ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL EM
Óleo
Biomassa
Carvão 2012
1,72%
1,08%
1,49%
Gás
6,08%
Nuclear
3,11%

Eólica
0,62%

Geração t...
Complementação Térmica no SIN (MWmédios)
% termo/hidro 2012 = 15,74%

% termo/hidro 2000 = 6,26%
Complementação Térmica no SIN (MWmédios)
Cresimento da Potência Hídrica Instalada sem crescimento
proporcional na Capacida...
Plano Decenal de Expansão PDE-2021
Expansão da oferta hídrica
Plano Decenal de Expansão PDE-2021
Evolução do armazenamento hídrico
Caso Brasileiro

Perda da capacidade de armazenamento
Contínua perda de auto-regulação requerendo
aumento nas parcelas tér...
Plano Decenal de Expansão PDE-2021

Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa
Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa
Não possuem auto-regulação: + REGULAÇÃO TÉRMICA
Complementação numa dinâmic...
Plano Decenal de Expansão PDE-2021

Expansão da oferta nuclear

ANGRA 3
1.405 MW

2018
Plano Nacional de Energia PNE-2030
Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030
Plano Nacional de Energia PNE-2030
Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030
Plano Nacional de Energia PNE-2030
Significativa expansão das fontes PCH, eólica e biomassa
Plano Nacional de Energia PNE-2030
Necessária expansão das fontes térmicas
Plano ent o ao Cr escim ent o da DemPNE-2030
Nacional de Energia anda
At endim
Crescim

no Médio Pr azo: Plano Nacional de...
FUTURO próximo (2022 – 2030)
Expansão da oferta nuclear

RIGOROSOS CRITÉRIOS DE SELEÇÃO BASEADOS
EM MODERNAS TÉCNICAS DE G...
FUTURO (2030 – 2060)
POTENCIAL HIDRELÉTRICO:
Parcela técnica, ambiental e economicamente viável ​
a ser desenvolvida: 150/...
FUTURO (2030 – 2060)

Esgotamento do potencial hídrico
•

A expansão terá que ser baseada no mix Gás natural (dependendo d...
Energéticos renováveis
RISCOS à SEGURANÇA
Mudanças climáticas

Mapas de mudança climática mostram, nos
cenários pessimista (A2) e otimista (B1), o
surgimento de nov...
Uso do solo
Para 1.000 MW
Uso do solo
Expansão da oferta hídrica

90% do potencial está na Amazônia
maior parte de médio e pequeno porte

RESTRIÇÕES...
Uso do subsolo
Materiais especiais em tecnologias de “energia limpa”

Fonte: US DOE – Critical Materials Strategy
Caso brasileiro
Emissões de GEE
gramas de CO2 equivalente por Kw.hora elétrico gerado

Comparação da Emissão de Gases de E...
SEGURANÇA ENERGÉTICA
continuidade e sustentabilidade de suprimento
EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA

{
{

 Disponibilida...
SEGURANÇA ENERGÉTICA
Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição
Eletricidade é produzida e consumida simult...
Caso Brasileiro:
Um sistema elétrico de dimensões continentais

Fortaleza
Manaus
Recife

Brasília
Belo
Horizonte

Itaipu

...
Caso Brasileiro:
Um sistema elétrico de dimensões continentais

• Fontes de geração
concentradas (grandes
hidros) distante...
Caso Brasileiro:
Um sistema elétrico de dimensões continentais
•

Longas linhas de transmissão
de alta capacidade
– Confia...
Caso Brasileiro:
Aumento da participação das “novas renováveis”:
Eólica, Solar, Biomassa, PCHs
Confiabilidade e Estabilida...
Caso Brasileiro:
Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica
Caso Brasileiro:
Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica
• A evolução do sistema elétrico
canadense nos últimos 50 a...
Caso Brasileiro:
Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica
• No Canadá, o crescimento da
geração térmica, operando na ...
Gestão Segura de um
Sistema com alta renovabilidade
Seguimento
hidro

base
hidro
base
termo

complementação
termo
Base hid...
Evolução das Fontes de Energia
Desenvolvimento econômico e tecnológico está ligado a mudanças em fontes de energia
•A tend...
Evolução das Fontes de Energia
Desenvolvimento econômico e tecnológico está ligado a mudanças em fontes de energia
•Uma no...
Leonam Guimarães
SEGURANÇA ENERGÉTICA e GERAÇÃO NUCLEAR
SEGURANÇA ENERGÉTICA e GERAÇÃO NUCLEAR
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

SEGURANÇA ENERGÉTICA e GERAÇÃO NUCLEAR

136 visualizações

Publicada em

Publicada em: Tecnologia
0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
136
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
3
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
7
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

SEGURANÇA ENERGÉTICA e GERAÇÃO NUCLEAR

  1. 1. Mesa redonda: ‘O Futuro Energético e a Geração Nuclear’ Seminário “Desenvolvimento e Energia Nuclear” Clube de Engenharia de Pernambuco Recife, 8 de agosto de 2013 Leonam dos Santos Guimarães
  2. 2. SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA { { comum a todas as formas de energia  Disponibilidade dos energéticos Não-renováveis (fósseis e urânio) Renováveis específico à energia elétrica onde o consumo é simultâneo à produção  Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Interligações Redundâncias
  3. 3. SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA { { comum a todas as formas de energia  Disponibilidade dos energéticos Não-renováveis (fósseis e urânio) Renováveis específico à energia elétrica onde o consumo é simultâneo à produção  Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Interligações Redundâncias
  4. 4. Energéticos não-renováveis RISCOS à SEGURANÇA 1. Descontinuidade dos fluxos materiais Interrupção ou redução por razões físicas ou políticas 2. Volatilidade de preços Interrupção ou redução por aumento de custos 3. Limitações no armazenamento Tempo disponível para enfrentar descontinuidade nos fluxos 4. Emissões de GEE Restrições de uso das fontes emissoras 5. Não-renovabilidade Exaustão das reservas Sustentabilidade (responsabilidade para com as gerações futuras)
  5. 5. 1. Fluxos Materiais     Petróleo Gás Natural Carvão Urânio Pequenos volumes Petróleo Carvão Gás Natural Fonte: BP Energy Statistics 2012
  6. 6. 1. Fluxos Materiais
  7. 7. 2. Volatilidade de preços    Petróleo Petróleo Gás Natural Carvão Menor volatilidade  Urânio Menor volatilidade Pouca sensibilidade do custo da energia gerada Fonte: BP Energy Statistics 2012 Gás Natural
  8. 8. 3. Limitações no armazenamento
  9. 9. 4. Geração de GEE
  10. 10. 5. Exaustão de Reservas Petróleo Relação Reserva/Produção R/P     Petróleo Gás Natural Carvão Urânio: 100-150 anos (sem reciclagem) Carvão Gás Natural
  11. 11. 5. Exaustão de Reservas
  12. 12. Caso Brasileiro Produção x Oferta de Energia Alta renovabilidade da matriz energética caso único no mundo Fonte: Balanço Energético Nacional 2011
  13. 13. Caso Brasileiro Baixa dependência de energéticos não-renováveis externos Fonte: Balanço Energético Nacional 2011
  14. 14. Caso Brasileiro Baixa contribuição do setor energia e indústria para as emissões totais de CO2
  15. 15. Caso Brasileiro Sistema Elétrico único no mundo MUNDO RENOVÁVEL: 18% FÓSSIL: 68% CARVÃO GAS HIDRO NUCLEAR ÓLEO OUTRAS BRASIL BIOMASSA (cana) RENOVÁVEL: 86% FÓSSIL: 10% CARVÃO CARVÃO FONTE: IEA e MME/BEN GAS HIDRO NUCLEAR ÓLEO OUTRAS BIOMASSA (cana)
  16. 16. SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA { { comum a todas as formas de energia  Disponibilidade dos energéticos Não-renováveis (fósseis e urânio) Renováveis específico à energia elétrica onde o consumo é simultâneo à produção  Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Interligações Redundâncias
  17. 17. Energéticos renováveis RISCOS à SEGURANÇA  Sazonalidades inerentes aos ciclos naturais Hídrica, Biomassa (anual/plurianual) Eólica, Solar (curto prazo) Ondas (curto prazo) e Marés (anual/plurianual) Geotermia (longo prazo)  Mudanças climáticas Incertezas quanto ao futuro dos ciclos naturais  Limitações no uso do solo e do subsolo Dispersão: uso intensivo do solo Preservação de áreas de interesse Emprego de materiais especiais  Emissões de GEE (lifetime) Restrições de uso fontes emissoras
  18. 18. Caso Brasileiro Sazonalidade da oferta hídrica
  19. 19. Caso Brasileiro Risco hídrico: a crise de 2001 Não disponibilidade de complementação térmica 180 100% Operação do Sistema - SE/CO (parte hidráulica) GW mês 140 120 % Armazenado 80% Apagão 70% 60% 100 Armazenado 80 Produzido 60 20% 20 jan/99 40% 30% 40 0 50% 10% Afluência jan/00 jan/01 0% jan/02 jan/03 Um “Porto de Destino” para o Sistema Elétrico Brasileiro, http://ecen.com jan/04 jan/05 jan/06 % Armazenado 90% 160
  20. 20. Evolução Histórica dos Reservatórios ( Sudeste e Centro-Oeste) Centro-Oeste 100 90 80 70 60 % 50 40 28,86 30 20 FONTE: ONS 10 1997 1999 2000 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2012 0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
  21. 21. Caso Brasileiro Gestão Segura de um Sistema hidrotérmico com alta renovabilidade Tomada de decisão baseada em modelos de previsão hídrica baseados em séries temporais longas, que inexistem para as demais renováveis, tornando o processo mais complexo na medida que essas novas renováveis crescem na matriz elétrica
  22. 22. ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL EM Óleo Biomassa Carvão 2012 1,72% 1,08% 1,49% Gás 6,08% Nuclear 3,11% Eólica 0,62% Geração total do SIN 2012 516.526,097GWh Fonte : ONS ∆ 2012/2011 = 4,61% Hidráulica 85,90%
  23. 23. Complementação Térmica no SIN (MWmédios) % termo/hidro 2012 = 15,74% % termo/hidro 2000 = 6,26%
  24. 24. Complementação Térmica no SIN (MWmédios) Cresimento da Potência Hídrica Instalada sem crescimento proporcional na Capacidade de Armazenamento risco crescente de crise de suprimento Fonte: Lista da ONS dos Principais Reservatórios / 2010
  25. 25. Plano Decenal de Expansão PDE-2021 Expansão da oferta hídrica
  26. 26. Plano Decenal de Expansão PDE-2021 Evolução do armazenamento hídrico
  27. 27. Caso Brasileiro Perda da capacidade de armazenamento Contínua perda de auto-regulação requerendo aumento nas parcelas térmicas de base e de complementação
  28. 28. Plano Decenal de Expansão PDE-2021 Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa
  29. 29. Expansão da oferta eólica, solar e de biomassa Não possuem auto-regulação: + REGULAÇÃO TÉRMICA Complementação numa dinâmica mais rápida que a hídrica Carência de séries temporais longas para previsão
  30. 30. Plano Decenal de Expansão PDE-2021 Expansão da oferta nuclear ANGRA 3 1.405 MW 2018
  31. 31. Plano Nacional de Energia PNE-2030 Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030
  32. 32. Plano Nacional de Energia PNE-2030 Perspectivas de expansão bastante limitadas após 2030
  33. 33. Plano Nacional de Energia PNE-2030 Significativa expansão das fontes PCH, eólica e biomassa
  34. 34. Plano Nacional de Energia PNE-2030 Necessária expansão das fontes térmicas
  35. 35. Plano ent o ao Cr escim ent o da DemPNE-2030 Nacional de Energia anda At endim Crescim no Médio Pr azo: Plano Nacional de Ener gia 2030 Expansão da oferta nuclear Ex pansão da Of er t a no Per íodo 2015 - 2030 ( Valores em MW) PNE 2030: Cust o Médio Com par ado ( PNE 2030: Fig.8.24 / Pág.226) Intervalo de variação do custo das fontes Não-Hidráulicas Cust o de Geração Hidr elét ri ca em f un ção do pot encial a apr oveit ar . 1) Nordeste 2.000 MW 2) Sudeste Font e: PNE 2030 / EPE- MME, Nov- 2007 / Tabelas 8.27 ( Pág.234) e 8.31 ( Pág.23 9) 2.000 MW ENTRADA EM OPERAÇÃO: 2022 - 2030
  36. 36. FUTURO próximo (2022 – 2030) Expansão da oferta nuclear RIGOROSOS CRITÉRIOS DE SELEÇÃO BASEADOS EM MODERNAS TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO ATLAS DO POTENCIAL NUCLEAR NORDESTE SUDESTE
  37. 37. FUTURO (2030 – 2060) POTENCIAL HIDRELÉTRICO: Parcela técnica, ambiental e economicamente viável ​ a ser desenvolvida: 150/180 GW do total de 260 GW Hidro
  38. 38. FUTURO (2030 – 2060) Esgotamento do potencial hídrico • A expansão terá que ser baseada no mix Gás natural (dependendo da quantidade e custo de Pré-Sal), Carvão (dependendo da viabilidade de CCS e carvão limpo) e Nuclear. • Fontes renováveis (biomassa, eólica, solar) e expansão dos programas de eficiência ​ energética (aumento dos custos marginais de expansão) serão um complemento importante • permitindo economizar a água dos reservatórios, o que amplia a capacidade das hidrelétricas de fazerem regulação da demanda.
  39. 39. Energéticos renováveis RISCOS à SEGURANÇA
  40. 40. Mudanças climáticas Mapas de mudança climática mostram, nos cenários pessimista (A2) e otimista (B1), o surgimento de novos climas nas regiões tropicais e subtropicais e o desaparecimento de outros em montanhas tropicais e nas áreas próximas aos pólos. Quanto mais vermelho, mais intenso o efeito descrito. Fonte: Jack Williams/ Universidade de Wisconsin
  41. 41. Uso do solo Para 1.000 MW
  42. 42. Uso do solo Expansão da oferta hídrica 90% do potencial está na Amazônia maior parte de médio e pequeno porte RESTRIÇÕES: • distância • topografia • uso do solo • reservatórios • transmissão Mapa ilustrativo Fonte: MMA (fev/05)
  43. 43. Uso do subsolo Materiais especiais em tecnologias de “energia limpa” Fonte: US DOE – Critical Materials Strategy
  44. 44. Caso brasileiro Emissões de GEE gramas de CO2 equivalente por Kw.hora elétrico gerado Comparação da Emissão de Gases de Efeito Estufa na Geração Nuclear de Eletricidade no Brasil com as de outras fontes, Carlos Feu Alvim, Omar Campos Ferreira, Olga Mafra Guidicini, Frida Eidelman, Paulo Achtschin Ferreira, Marco Aurélio Santos Bernardes, in Economia & Energia Ano XV No 79 Outubro/Dezembro de 2010 ISSN 1518-2932 http://ecen.com/
  45. 45. SEGURANÇA ENERGÉTICA continuidade e sustentabilidade de suprimento EQUILÍBRIO ENTRE OFERTA E DEMANDA { {  Disponibilidade dos energéticos (oferta) Não-renováveis (fósseis e urânio) Renováveis específico à energia elétrica onde o consumo é simultâneo à produção  Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição (demanda) Interligações Redundâncias
  46. 46. SEGURANÇA ENERGÉTICA Confiabilidade dos sistemas de transmissão e distribuição Eletricidade é produzida e consumida simultaneamente Sistemas elétricos operam em equilíbrio instável Ajustes permanentes em tempo real
  47. 47. Caso Brasileiro: Um sistema elétrico de dimensões continentais Fortaleza Manaus Recife Brasília Belo Horizonte Itaipu Salvador 4.000 km Rio de Janeiro São Paulo Porto Alegre Angra
  48. 48. Caso Brasileiro: Um sistema elétrico de dimensões continentais • Fontes de geração concentradas (grandes hidros) distantes dos centros de consumo • Alto grau de interligação com grandes intercâmbios de energia entre regiões
  49. 49. Caso Brasileiro: Um sistema elétrico de dimensões continentais • Longas linhas de transmissão de alta capacidade – Confiabilidade das LTs e SUBs é crítica (REDUNDÂNCIAS) • Limitada capacidade de segregação e reconfiguração + Confiabilidade: + DIVERSIDADE + geração próxima às cargas
  50. 50. Caso Brasileiro: Aumento da participação das “novas renováveis”: Eólica, Solar, Biomassa, PCHs Confiabilidade e Estabilidade impõe limites à expansão • Pequenas unidades de geração • Longe dos centros de consumo – Exceções em biomassa e PCHs • Sazonalidade (curto, médio e longo prazo) + geração varia em tempo real – à exceção de biomassa e PCHs } } •“capilarização” da transmissão •aumento de intercâmbios Complementação hidrotérmica em tempo real para garantir estabilidade
  51. 51. Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica
  52. 52. Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica • A evolução do sistema elétrico canadense nos últimos 50 anos guarda muitas similaridades com a situação do sistema elétrico brasileiro nos últimos 15 anos. • A partir de uma contribuição de mais de 90% em 1960, a participação da hidroeletricidade no Canadá declinou de forma constante até 1990, quando se estabilizou em torno de 60%.
  53. 53. Caso Brasileiro: Uma matriz elétrica em transição hidrotérmica • No Canadá, o crescimento da geração térmica, operando na base permitiu que a geração hídrica passasse a fazer a regulação de demanda e da sazonalidade das novas renováveis, que em 2010 representavam cerca de 3% da geração total. • SERIA ESSE UM MODELO PARA O BRASIL DO FUTURO?
  54. 54. Gestão Segura de um Sistema com alta renovabilidade Seguimento hidro base hidro base termo complementação termo Base hidro: mínima ENA Base termo: nuclear
  55. 55. Evolução das Fontes de Energia Desenvolvimento econômico e tecnológico está ligado a mudanças em fontes de energia •A tendência tem sido a adoção de fontes com crescente densidade de energia
  56. 56. Evolução das Fontes de Energia Desenvolvimento econômico e tecnológico está ligado a mudanças em fontes de energia •Uma nova tecnologia não substitui as anteriores, mas as complementa Consumo mundial de energia (em milhões de toneladas equivalentes de petróleo) Fonte: BP 2011
  57. 57. Leonam Guimarães

×