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Panorama de gerao e consumo globais Seminrio Tecnologia e Desenvolvimento Lucas Cervenka Sauthier Pedro Salvagni Outubro de 2013

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Matriz Energtica Mundial 2 Gs Natural (21,4%) Indstria Hidro (2,3%) Eletricidade Carvo 27,3% Indstria Nuclear (5,7%) Eletricidade Petrleo 32,4% Transporte

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Carvo Hidro Petrleo Biocombustveis e resduos Gs NaturalNuclear Outras Consumo de energia primria por fonte (1971-2010) [Mtoe] 1 Mtoe ~ 11630 MWh 3 Matriz Energtica Mundial

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4 Fssil-TrmicaNuclearHidroOutras Gerao eltrica mundial por fonte (1971-2010) [TWh] Energia Eltrica Mundial

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Indicadores Nacionais de Converso 5 CARVO PETRLEO NUCLEAR GS NATURAL HIDRELTRICA RENOVVEIS

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Correlao IDH x Consumo per capita Source: Human Development Index 2010 data United Nations; Annual Per Capita Electricity Consumption (kWh) - 2007 data World Bank Consumo de eletricidade per capita anual (kWh) ndice de Desenvolvimento Humano IDH Muito Alto Alto Mdio Baixo 4000 kWh por pessoa por ano o limite divisor entre pases desenvolvidos e subdesenvolvidos. 6

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Gs Natural 7 Produto emissor de gases de efeito estufa Transporte e armazenamento caro e arriscado Requer infra-estrutura cara, prpria e inflexvel Volatilidade de preos Jazidas concentradas geograficamente Produto cartelizado e mercado manipulvel Eficiente e conveniente Combustvel multiuso Alta densidade energtica

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Gs Natural 8 Produtoresbcm% mundial Rssia67720 EUA65119,2 Canad1604,7 Qatar1514,5 Ir1494,4 Noruega1063,1 China1033,0 Arbia Saudita922,7 Indonsia922,7 Holanda812,4 Resto do Mundo 112633,3 Mundo3388100 ExportadoresBcm Russia196 Qatar119 Noruega99 Importadoresbcm Japo116 Itlia70 Alemanha68

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Petrleo 9 Conveniente Alta densidade energtica Fcil de transportar e de armazenar Co-evoluo da fonte energtica com os equipamentos para seu uso Fortemente poluidor da atmosfera Preos volteis Concentrao geogrfica das jazidas Produto cartelizado e mercado manipulvel Vulnerabilidade de interrupo de oferta e instabilidade geopoltica Riscos de transporte e armazenamento Reservas em esgotamento

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Petrleo ProdutoresMt% mundial Arbia Saudita51712,9 Rssia51012,7 EUA3468,6 Ir2155,4 China2035,1 Canad1694,2 EAU1493,7 Venezuela1483,7 Mxico1443,6 Nigria1393,5 Resto do Mundo 147136,6 Mundo4011100 ExportadoresMt Arbia Saudita333 Rssia246 Nigria129 ImportadoresMt EUA513 China235 Japo181 10

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Petrleo 11

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Carvo 12 Abundante, economicamente acessvel, uso seguro Fcil de transportar e de armazenar Amplamente distribudo Alta emisso de gases de efeito estufa Necessita portentosos investimentos para desenvolvimento de tecnologias que reduzam as emisses de gases de efeito estufa (GEE) a nveis aceitveis Extrao perigosa

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Carvo 13 ProdutoresMt% mundial China357645,9 EUA100412,9 ndia5867,5 Australia4145,3 Indonsia3764,8 Rssia3344,3 frica do Sul2533,3 Alemanha1892,4 Polnia1391,8 Kazaquisto1171,5 Resto do Mundo 79510,3 Mundo7783100 ExportadoresMt Indonsia309 Austrlia285 Rssia99 ImportadoresMt China177 Japo175 Coria do Sul129

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Carvo: China 14 1.95 trilhes kWh/ano (~67%) 13% reservas mundiais Grande utilizao na indstria do ao Betuminoso Antracito Marrom Tradicionalmente utilizado nas residncias China Shenhua Group 16 empresa

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Carvo: Reservas 15 238bi t 157bi t 114bi t 76bi t 7bi t

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Nuclear 16

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Nuclear 17 De 1976 a 2010: produo de 500 para 3000 TWh. Grande produtividade por rea de planta. Baixa emisso de gs carbnico Grande disponibilidade de combustvel Alta demanda de gua de resfriamento Altssimo custo de instalao Lixo nuclear estocado em minas de sal Risco de desastre ambiental Em processo de desativao em alguns lugares devido ao clamor pblico. http://pgene.ufabc.edu.br/conteudo/bloco2/publicacoes /Dissertacoes2010/DissertacaoMarcosCesaretti.pdf

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Hidreltrica 18

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Hidreltrica: Convencional 19 Produo quadriplicada nos ltimos 40 anos. Baixa emisso de gs carbnico. Baixo custo por kWh Bom potencial de produo em grandes pases consumidores: Estados Unidos, Canad, Brasil, Rssia e China Alto nvel de degradao ambiental inclusive nas PCHs. Alto custo de implantao Necessita de topografia especifica Baixa viabilidade de novas usinas

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Hidreltrica: Geotrmica 20

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Hidreltrica: Geotrmica 21 Baixa emisso de gs carbnico. Viabilidade: Mxico, Japo, Filipinas, Qunia e Islndia, EUA, Nova Zelndia at 400 MW numa planta Pode ser usada em habitaes, piscinas e estufas de agricultura Poos de 100 metros a 10 km metros dificultam a utilizao do recurso Emisso de enxofre Instabilidade geolgica Primeira em 1904 Itlia Brown, D.W.; Duchane,D.V. (1999). Scientific progress on the Fenton Hill HDR project since 1983, Geothermics 28(4-5), 591-601.1999

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Hidreltrica: Martima 22

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Hidreltrica: Martima 23 Baixa emisso de gs carbnico. Alta disponibilidade de fontes Moderado impacto ambiental devido a no queima de combustveis Altssimo custo 0,24 /kwh Baixa viabilidade economica devido a baixa taxa de converso (exergia). Plantas de at 1 MW Somente em guas rasas, profundidades de 20 a 40 metros. Primeira em 1904 Itlia Brown, D.W.; Duchane,D.V. (1999). Scientific progress on the Fenton Hill HDR project since 1983, Geothermics 28(4-5), 591-601.1999

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Renovveis: Solar 24

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Renovveis: Solar 25

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Renovveis: Solar 26 Producao mundial de 2.6 GW (Equivalente a 18% de Itaipu) Japo 1,13 GW Alemanha 794 MW Estados Unidos 365 MW

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Renovveis: Solar 27 Baixa emisso de gs carbnico. Alta disponibilidade de fontes Moderado impacto ambiental devido a no queima de combustveis A Terra recebe 174 Petawatts sendo 1 410 W/m Boa implantacao em lugares isolados Eficiencia mdia de 15% Produtividade prejudicada pelas variaes de clima Fatia de mercado insignificante comparado as fontes de energia tradicionais. Demanda grandes reas

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Renovveis: Elica 28 Intermitncia (vento uma varivel estocstica) Ausncia de controle Impacto sonoro Construo Dificultada Linhas de transmisso inacessveis Inesgotvel Energia Limpa Os parque elicos so compatveis com outros usos e utilizaes do terreno como a agricultura e a criao de gado

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Elica 29

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Elica 30 49GW 22GW 30GW 67GW 6GW Fonte: Revista GTD Energia Eltrica

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Custos: Centavos/kWh 31

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Custos: Fundacao WWF: http://d3nehc6yl9qzo4.cloudfront.net/downloads/alem_de_grandes_hidreletricas_sumario _para_tomadores_de_decisao.pdf http://d3nehc6yl9qzo4.cloudfront.net/downloads/alem_de_grandes_hidreletricas_sumario _para_tomadores_de_decisao.pdf 32 Fonte Custo de instalao (R$/kWh) Hidreltrica3450 PCH5000 Elica3350 Biomassa3000 Nuclear3000 Gs natural3000 Carvo pulverizado2750

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33 http://www.eia.gov/forecasts/aeo/pdf/electr icity_generation.pdf

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Custo Ambiental 34 http://www.energy.eu/#dependency

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Emisses de CO 2 por pas 35 Fonte: The Carbon Map Org

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Emisses de CO 2 por fonte Etapas agregadas NuclearCarvo GNc.c FC 20% GNc.c FC 80% BagaoO. dieselO. comb.ElicaF.voltaica Montante19,17,426,320,24976,366,115,4105 Gerao0,81262465 7557255,40 Jusante7,80,20,60,2 0,41,3 Fugitivas0,176,331,5 00000 Total27,813465235174983279221105 Sub-total sem gerao 27,083,958,451,849,077,367,415,4105,0 36 Quantidade de g de CO2 / kWh

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Outras fontes: Energia azul 37 3 W/m a mxima produtividade atual

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Outras fontes: Hidrognio 38 http://www.airliquide.com/en/rss/new-hydrogen-filling-stations-in-europe- and-japan.html

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Outras fontes: Hidrognio 39 Projeto europeu de 20 postos de abastecimento automotivo

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Perguntas 1) Quais os principais impactos ambientais no ciclo de vida de uma planta solar? Cite 3. 2) Quais as maiores limitaes para implantao de novas usinas de energia elica? 40

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Referncias World Energy Statistics 2012 International Energy Agency Human Development Index 2010 data United Nations; Annual Per Capita Electricity Consumption (kWh) - 2007 data World Bank 41