Este documento discute as principais fontes de energia, incluindo combustíveis fósseis, renováveis e nucleares. Detalha a operação de uma central termoelétrica a gás natural e as vantagens do seu alto rendimento. Fornece estatísticas sobre reservas de combustíveis, consumo global de energia e produção de eletricidade em Portugal a partir de fontes renováveis entre 1995-2009.

1. Ambiente & Energia
Estatísticas Energéticas
Valentim M B Nunes
Unidade Departamental de Engenharias
Instituto Politécnico de Tomar, Março, 2021

2. Energia
Central Termoeléctrica do Pego
A Energia é um recurso vital em qualquer sociedade moderna: tal como a
comida a energia tem de ser armazenada e transportada do tempo e lugar
onde está disponível para onde vai ser usada.
Os combustíveis fósseis e nucleares, que armazenam energia na forma
química ou nuclear são a forma mais comum de armazenar e transportar
energia.
Sala das máquinas:
caldeira, turbinas,
condensador
Torres de refrigeração
Linhas de transmissão
(alta voltagem)

3. Energia renovável
Barragem do Castelo de Bode
As fontes de energia renovável são de várias formas: turbinas eólicas, energia
das ondas, energia solar e sistemas hídricos ou mini hídricos (barragens) são
alguns exemplos.
Água
armazenada
Casa das máquinas
Linhas de transmissão
(alta voltagem)

4. 3 unidades ou grupos de
produção, com potência
unitária nominal de 392 MW.
A tecnologia de ciclo
combinado permite alcançar
nesta central um rendimento
de conversão energética
superior a 57.5 % e compara
muito favoravelmente com os
36% de uma central a carvão
como a de Sines ou Pego.
A Central Termoeléctrica do Ribatejo:
Estas unidades modernas são bastante complexas, e são projectadas para
alcançar máxima eficiência térmica. Mas a combustão de combustíveis fósseis
dá origem poluentes sólidos e gasosos, como COx, SOx, NOx, vapores metálicos,
cinzas, etc.. Para remover estes poluentes são necessários equipamentos caros
como “scrubbers”, precipitadores electrostáticos, etc, que encarecem o preço
da electricidade.

5. Barragem da Aguieira

6. Nuclear sim ou não?
As centrais nucleares utilizam um ciclo a vapor para produzir energia
mecânica, mas o vapor para alimentar a turbina é gerado por transferência
de calor de um fluido quente que passa através do reactor nuclear, ou
contacta directamente com o combustível do reactor. A principal
desvantagem de uma central nuclear, que não emite poluentes para o ar, é a
dificuldade em assegurar que a imensa radioactividade gerada nunca escapa
por acidente.
Central nuclear de Almaraz
(ESP)

7. Ao longo do tempo…..
Sociedades agrícolas: Energia Solar
1as Civilizações: Energia hidráulica
Crescimento da Europa: Canais/Barragens/Moinhos
(energia eólica)
Modernidade: Energia química/mecânica
Revolução Industrial: Carvão/vapor
Século XX : electricidade, petróleo, nuclear
Século XXI: Fusão termonuclear controlada?

8. Fontes de Energia à escala global
1 Q = 1x1015 Btu = 1.055x1018 J = 2.9307x1011 kWh

9. Consumo global de electricidade
A electricidade é uma forma de energia secundária, gerada a partir de fontes
primárias (fósseis, nuclear, hidroeléctrica, geotérmica e outras fontes
renováveis)

10. Energia Final

11. Fornecimento global de energia

12. Reservas fósseis mundiais
Combustível Reservas
(Q)
Consumo
(Q/y) - 1995
Crescimento de
consumo / ao ano
Tempo de
vida/anos
Tempo de vida
c/ crescimento
Carvão 24000 93 0.8% 258 140
Petróleo 9280 141 1.1% 66 50
Gás 6966 78 2.5% 90 50
* Por explorar estão as imensas reservas de hidratos de metano no fundo
dos oceanos, mas para as quais ainda não existe tecnologia.

13. Consumo e produção de energia: visão
geral

26. O total de energia eléctrica produzida é corrigido com o Índice de Produtibilidade
Hidroeléctrica (IPH) para efeitos de comparação com meta estabelecida na
Directiva 2001/77/CE (actualizado).

38. Problema 1.
As reservas mundiais de carvão são estimadas em 24000 Q. Qual o valor total em kJ?
Qual será o tempo de vida destas reservas à taxa de consumo actual de 93 Q/ano e se
o consumo aumentar r = 0.5, 0.8 ou 1% ao ano? O tempo de vida pode ser calculado
através de onde r é a taxa de crescimento do consumo, QT são as
reservas totais e Q0 é o consumo actual.

























 
1
ln
0
1
Q
Q
r
r
T T

39. Produção de Energia Eléctrica a partir de fontes renováveis ( GWh)
Hídrica > 10MW Hídrica < 10MW Biomassa Eólica Geotérmica Fotovoltaica Total RENOVÁVEIS Energia Eléctrica TOTAL
1995 7.962 492 988 16 42 1 9.501 33.264
1996 14.207 658 959 21 49 1 15.895 34.520
1997 12.537 638 1.036 38 51 1 14.301 34.207
1998 12.488 566 1.022 89 58 1 14.224 38.984
1999 7.042 589 1.237 122 80 1 9.071 43.287
2000 11.040 675 1.554 168 80 1 13.518 43.764
2001 13.605 770 1.600 256 105 2 16.338 46.509
2002 7.551 706 1.732 362 96 2 10.449 46.107
2003 15.163 891 1.663 496 90 3 18.306 46.852
2004 9.570 577 1.797 816 84 3 12.847 45.105
2005 4.737 381 1.976 1.773 71 3 8.941 46.575
2006 10.633 834 2.001 2.925 85 5 16.483 49.041
2007 9.927 522 2.140 4.037 201 24 16.851 47.253
2008 6.780 516 2.133 5.757 192 41 15.419 45.969
2009 8108 901 2.376 7577 194 160 19.316 50.207
Problema 2.
O quadro abaixo mostra a situação da produção de energia eléctrica a partir de
fontes renováveis até 2009. i) a partir dos dados estime a produção em 2020 a
partir das várias fontes; ii) Calcule a % de produção de cada umas das fontes e para
cada ano e trace o cenário de evolução em Portugal.

40. Bibliografia/webgrafia
Fay, J., Golomb, D.S., Energy and the Environment, Oxford University Press and
Open University, Oxford, UK, 2004
https://www.dgeg.gov.pt