fatos e tendências horizonte 2050 papel da geração ... · fatos e tendências horizonte 2050 ......

3rd International Workshop on Advances in Cleaner Production

1

Fatos e Fatos e TendênciasTendências HorizonteHorizonte 20502050PapelPapel da da GeraGeraççãoão ElEléétricatrica NuclearNuclear

Leonam dos Santos GuimarãesLeonam dos Santos GuimarãesSão Paulo, 20 de São Paulo, 20 de maiomaio de 2011de 2011

Energia e Mudança Climática


2

Não ultrapassar os limites suportáveispela Biosfera em assimilar resíduos e poluição

1

2

3

Garantir adisponibilidadede recursos naturais

Reduzir a pobreza e desigualdade social

Três desafios

AMBIENTE RECURSOSNATURAIS

SOCIAL

ECONÔMICO


3

Crescimento da População Mundial

No Rumo da Mudança

4

Problemas cruciais a serem equacionados

As antigas mitologias descreviam a natureza como composta por 4 elementos básicos

FOGO ÁGUA TERRA AR

No Rumo da Mudança

5


FOGOFOGOenergiaenergia

ÁÁGUAGUA

ARARclimaclima

TERRATERRAuso do solouso do solo

ESPESPÍÍRITORITOpolpolííticasticas

O desenvolvimento sustentável deve ser coerentecom essas 4 dimensões

No Rumo da Mudança

6

POBREZAPOBREZA ENERGIAENERGIA ÁÁGUAGUA ALIMENTOALIMENTO MORADIAMORADIA


DIREITOS HUMANOSDIREITOS HUMANOS SASAÚÚDEDE EDUCAEDUCAÇÇÃOÃO DEMOCRACIADEMOCRACIA TERRORISMOTERRORISMO GUERRAGUERRA

MEIOMEIO--AMBIENTEAMBIENTE RECURSOSRECURSOS SERVISERVIÇÇOSOS


7

The issue at a glance . . .

1 Crescimento, Desenvolvimento e demanda por energia Energia é o combustível do crescimento e um requisito essencial para o desenvolvimento

econômico e social. A demanda por energia poderá dobrar ou triplicar em 2050 em função do

desenvolvimento.

Fatos e Tendências

4 Reformulando nosso futuro energético Em 2050 a demanda por energia será muito maior, mas as emissões globais de GEE não

podem ser maiores do que as atuais e tendendo para baixo. Não existe uma única solução .

Acima de tudo, nós precisamos começar agora.

3 A dinâmica das mudanças tecnológicas A mudança tecnológica é um processo lento, medido em décadas. Infra-estruturas de larga escala como sistemas de transporte e energia podem levar até

um século para serem totalmente modificados.

2 Consumo de energia e impactos sobre o clima A concentração de CO2 na atmosfera está aumentando. A temperatura global também. Se começarmos a gerenciar emissões de GEE hoje, podemos limitar as mudanças

climáticas


8

The issue at a glance . . .Fatos e Tendências - seção 1



desenvolvimento.




3 A dinâmica das mudanças tecnológicas A mudança tecnológica é um processo lento, medido em décadas. Infra-estruturas de larga escala como sistemas de transporte e energia podem levar até

um século para serem totalmente modificados.


climáticas


9

Produto Nacional Bruto por habitante (PPP)


10

Produto Nacional Bruto por habitante (PPP)

10

1.3 bilhão de pessoas vivemna pobreza absoluta, com renda inferior a U$1/day (World Bank)

841 milhão de pessoas nospaíses em desenvolvimentosofrem de desnutrição(UN Food and Agriculture Organization)

Cerca de1 bilhão de pessoas ou não podemtrabalhar ou trabalham emocupações que não lhepermitem sustentar suafamília (International Labor Organization)

11.7%

2.3%

1.9%

1.4%

Quintomaisrico

Quintomaispobre

(UNDP, Human Development Report 2010)

82.7%

Distribuição do Produto Bruto Mundial


11

Eletricidade e Desenvolvimento humano

Fonte: Lighting the way, InterAcademy Council, 2007

BRASIL: 69ª posição

BRASIL: 90ª posição


12

Como evoluirá a matriz energética global?Energia Prim

ária, EJ

200

0

400

600

800

1000

1200

1920-1930’s

Economia do carvãoEconomia do carvão

Países da OCDE Países não OCDE

Introdução de petróleo, gás natural, hidrelétricas de grande escala e energia nuclear.

Introdução de petróleo, gás natural, hidrelétricas de grande escala e energia nuclear.

2000

En. Renováveis como aeólica e solar

En. Renováveis como aeólica e solar

A transição éincerta?A transição éincerta?

2050

Baixo

Alto


13

Como evoluirá a matriz energética brasileira?


14

Como evoluirá a matriz energética brasileira?


15

População Mundial separada por grupos de renda: Pobres (PIB < $1,500) Em Desenvolvimento(PIB < $5,000) Emergentes (PIB < $12,000) Desenvolvidos (PIB > $12,000)

Um padrão de desenvolvimento capaz de criar um mundo com baixa pobreza significará a duplicação da demanda por energia em 2050

Um padrão de desenvolvimento capaz de criar um mundo desenvolvido significará a triplicação da demanda por energia em 2050

0

2000

4000

6000

8000

10000

2000 2050

Mundo c/ Baixa

pobreza

Caso Base Mundo Desenvolvido

População, Milhões

Em 2050, espera-se que a população mundial chegue a 9 bilhões, principalmente pelo crescimento demográfico dos países não desenvolvidos.

Desenvolvidos (PIB>$12,000)Emergentes (PIB<$12,000)Em Desenv. (PIB<$5,000)Pobres(PIB<$1,500)

Energia Primária

Font

e: W

BCSD

ada

ptad

o do

IEA

200

3

Crescimento, Desenvolvimento e Demanda por Energia


16

Tendência Global

Crescimento, Desenvolvimento e Demanda por Energia

Premissa Básica – Forte correlação entre crescimento e Consumo de energia

0

50

100

150

200

250

300

350

400

$0 $5'000 $10'000 $15'000 $20'000 $25'000 $30'000

PIB per capita, US$ 1995 ppp

Con

sum

o de

Ene

rgia

, GJ

per c

apita

UEAmérica do Norte

Coréia 1970-2000 Malásia 1970-2000 China 1970-2000

Font

e: W

BCSD

ada

ptaç

ão d

a IE

A 2

003

Brasil

EUA

Rússia


17

Crescimento, Desenvolvimento eDemanda por Energia no Brasil


18

Crescimento, Desenvolvimento eDemanda por Energia no Brasil


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The issue at a glance . . .Fatos e Tendências – seção 2



desenvolvimento.




3 A dinâmica das mudanças tecnológicas A mudança tecnológica é um processo lento, medido em décadas. Infraestruturas de larga escala como sistemas de transporte e energia podem levar até um

século para serem totalmente modificados.


climáticas


20

Os Cenários do IPCC

Existem diversos cenários desenvolvidos pelo IPCC, cada um baseado em modelos distintos.

A1B e B2 consideram o crescimento populacional e as metas de desenvolvimento gerando os casos do mundo com baixa pobreza e do mundo próspero.

1500

1000

500

Carvão

Petróleo

Biomassa

Renováveis

Nuclear

2000 2050

Gás Natural

Ener

gia

prim

ária

, EJ

por a

no

A1BB2 Font

e: IP

CC

200

0

IPCC A1B, cenário de alto consumo energético, descreve um mundo com crescimento econômico acelerado e rápida introdução de tecnologias novas e mais eficientes.

RERE

IPCC B2, cenário de consumo menor de energia, reflete um crescimento econômico moderado com ênfase em soluções sustentáveis locais. Neste mundo as mudanças tecnológicas são mais lentas e diversas.

RE


21

Existe um limite aceitável para emissão de CO2?

Cenário A1B – Faixa de emissãoCenário B2 – Faixa de Emissão

Existe limite aceitável para emissões de CO2 ?

15

20

25

5

10

02000 2020 2040 2060 2080 21001980

550 ppm

Eventos de alto impacto e em larga escala

Alta Probabilidade

Baixa probabilidade

Risco para muitos

Risco para alguns

Ecossistemas ameaçados

Aumento significativo

Aumento

Eventos Climáticos extremos

ºC

450 ppm

1000 ppm

1000 ppm

2100

23

001990

6 -

5 -

4 -

3 -

2 -

1 -

0 -

450 ppm

2100

2

300

550 ppm

2100

230

0

Font

e: IP

CC

200

1

CO2, GtC


22

Adaptação às Mudanças Climáticas

Os impactos no sistema climático serão significativos mesmo num nível de estabilização factível. Portanto, a adaptação a mudança do clima tem que fazer parte de qualquer estratégia futura.

Exemplos de Medidas de Adaptação:

Defesa contra enchentes em regiões vulneráveis como Flórida e Bangladesh;

Planos de desocupação para ilhas como as Maldivas;

Gestão de recursos hídricos para enfrentamento das mudanças nos padrões de precipitação (ex. Aquedutos)


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The issue at a glance . . .Fatos e Tendências - seção 3



desenvolvimento.







climáticas


24

Tudo vai mudar no futuro próximo ?

Muitos defendem que uma revolução em nossa matriz energética é a única solução para a ameaça do aquecimento global. Porém:

As principais transformações em nível global levarão tempo para se processar

A velocidade da difusão tecnológica depende de muitos fatores.


25

Vida útil da matriz energética

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 ++

A taxa de mudança tecnológica tem estreita relação com a vida útil do estoque de capital físico e equipamentos

Automóveis 12 – 20 anos

Nuclear 40+ anos

Us. Carvão 45+ anos

Us. Hidr. 75+ anos

Us. GN 25+ anos

Construções 45+++ anos


26

Estudo de caso 1: Setor de transporte

0

500

1000

1500

2000

2500

2000 2010 2020 2030 2040 2050

Total de veículos,milhões

Total de veículos alternativosTotal de veículos tradicionais

Crescimento anual de 2% na quantidade de carros

Fabricação em larga escala de veículos alternativos começa em 2010 com 200,000 unidades por ano e crescimento de 20% p.a.

Carros = aprox. 50% das emissões globais do setor de transporte


27

Estudo de caso 2: Setor energético

0

2000

4000

6000

8000

1999 2010 2020 2030

Capacidade instalada global de geração de energia

GW

. . . Por causa da grande proporção de fontes energéticas intensivas em carbono que compõe a matriz energética atual e sua vida útil

Capacidade adicional necessáriaCapacidade atual declinando

CO2 emissõesMt por ano

10’000

8’000

9’000

… As emissões de CO2

provenientes do setor energético não declinarão antes de 2030

• Todas as usinas a carvão capturassem e estocassem carbono ou se a Energia nuclear/renovável fosse mais difundida

• Gás natural se tornasse o principal combustível

Mesmo se…


28

The issue at a glance . . .Fatos e Tendência - seção 4



desenvolvimento.







climáticas


29

Matriz Energética atual

700+ Termelétricas a Carvão 1.5 Gt

25EJ/ano 25EJ/ano de de EnEn. . solarsolar

500,000 500,000 Turbinas Turbinas aeaeóólicaslicas de de 5MW 5MW

1000 Term. Carvão de 1GW

1000 Term. 1000 Term. de carvão de carvão de 1GW com de 1GW com captura e captura e sequestrosequestro

1000 Term. de 1GW de óleo diesel

1000 Term.de 1GW a gás natural

1000 1000 Usinas Usinas Nucleares Nucleares de 1GW de 1GW

1000 Usinas 1000 Usinas hidrohidro, mar, maréé, , geotgeotéérmica rmica de 1GW de 1GW

50EJ Combustíveis não comerciais(madeira)

100 EJ Combustível para uso direto

500 milhões de veículos bi-combustíveis

500 milhões de veículos de bio-combustíveis

800 termelétricas a gás e óleo 0.7 Gt

800 milhões de veículos 1+ Gt

Biomassa não comercial 1 Gt

Queima direta de combustível 3-4 Gt

8.0 Gt

8 Gtde carbono

309

EJ

2000

Tecnologias Neutras 0 Gt

Fonte Final de Energia

Biomassa N-ComercialCombustíveis SólidosCombustíveis Líquidos

EletricidadeGás


30

EMISSÕES DE CO2 EVITADAS NO BRASIL (2000 – 2006):

25EJ/ano de En. solar

500,000 Turbinas aeólicas de 5MW


1000 Term. de carvão de 1GW com captura e sequestro




1000 Usinas hidro, maré, geotérmica de 1GW





Impacto Direto da Geração Nuclear no Brasil sobre Emissões de Efeito Estufa, Carlos Feu Alvim, Frida Eidelman, Olga Mafra, Omar Campos Fereira e Rafael MacêdoEconomia & Energia Ano XI-No 63 Agosto - Setembro 2007 ISSN 1518-2932 - http://ecen.com/

GERAÇÃO HIDRELÉTRICA: 1.677 milhões de toneladas de CO2

ÁLCOOL COMBUSTÍVEL:165 milhões de toneladas de CO2

GERAÇÃO NUCLEOELÉTRICA: 63 milhões de toneladas de CO2

38%38%


31

A geração elétrica nuclear é neutra!

•A operação de uma usina nuclear de 1,3 GW durante um ano (80% de fator de capacidade) se faz com a reposição de 54 t de combustível (urânio enriquecido) que é um terço de sua carga total e o volume desta terça parte é cerca de 50 m3).•A geração de igual quantidade de eletricidade (cerca de 9 TWh) produziria cerca de 2 a 3 milhões de toneladas/ano de CO2 (usina de GN ou carvão) despejando um volume aproximado de a 1 a 1,5 bilhões de m3 na atmosfera.•Ou seja, existe uma relação de cerca de 50 mil entre as massas de rejeitos de uma usina térmica e uma nuclear.

25EJ/ano de En. solar

500,000 Turbinas aeólicas de 5MW


1000 Term. de carvão de 1GW com captura e sequestro




1000 Usinas hidro, maré, geotérmica de 1GW






32

EMISSÕES DE CO2 NO BRASIL


33

DESAFIOS PARA O FUTURO

gerageraçção tão téérmica: 20% das emissões rmica: 20% das emissões

gerageraçção nuclear e hão nuclear e híídrica: não provocam emissõesdrica: não provocam emissões


342050 (B2-AIM) 2050 (A1B-AIM)

De encontro às nossas necessidadesenergéticas (IPCC)

671

EJ

1 00 2

EJ

Crescimento médio, soluções locais, mudança tecnológica lenta.

Crescimento econômico acelerado e rápida introdução e difusão de novas tecnologias mais eficientes.

15 Gtde carbono

16 Gtde carbono



EletricidadeGás

ContribuiContribuiççãoãonuclearnuclear


35

Atingindo a estabilização em níveis aceitáveisAtingindo a estabilização de CO2 em níveis aceitáveis

0

5

10

15

20

25

30

2000 2020 2040 2060 2080 2100

Emissões de CO2

GtC / ano

Faixa de emissão A1B/B2

550 ppm

1000 ppm

Redução de 6-7 Gt

• A1B-AIM• B2-AIM

Font

e:: I

PC

C 2

000


36

Desenvolvimento pouco intensivo em energia/ carbono, proporcionado por mudanças sociais e tecnológicas.

2050 (trajetória 550 ppm)

7 05

EJ

Uma trajetória mais baixa

9 Gtde carbono



EletricidadeGás



37

Um olhar sobre as opções

2000(370 ppm)

8 Gt

309

EJ

2050 (B2-AIM)(trajetória 1000 ppm)

671

EJ

Crescimento médio, soluções locais, mudança tecnológica lenta.

15 Gt

1002

EJ

Crescimento acelerado, rápida introdução de tecnologias mais eficientes.

16 Gt

2050 (A1B-AIM)(trajetória 1000 ppm)

Desenvolvimento pouco intensivo em energia/ carbono, proporcionado por mudanças tecnológicas sociais.

2050 (Trajetória 550 ppm)

705

EJ

9 Gt



38

Contribuição Nuclear

FonteFonte: World Nuclear Association : World Nuclear Association –– October 2009October 2009

+11+11+27+27

ComparaComparaççãoão com com DezembroDezembro 20082008

00436 reatores em operação52 reatores em construção

135 reatores encomendados

295 reatores propostos +29+29

+67+67Reatores emconstrução

Países com reatoresplanejados


39

Contribuição NuclearMesmo com um crescimento robustode fontes renováveis e do clean coalo déficit de energias limpas sópoderá ser coberto usando nuclear bem acima das previsões do cenáriobaixo (8 TW)

18

16

14

12

10

8

6

4

2

TW

2000 2020 2040 2060 2080 2100

8 TW

Source: WNA, Source: WNA, June 2009June 2009

Variações das projeções de capacidade instalada

2030NEA

IAEA

EIA

WEO

WNA0 200 400 600 800 GWe

2050NEA

ETP

IPCC

0 500 1,000 1,500 GWe

A A potênciapotência nuclear nuclear instaladainstalada emem 2050 2050 podepode crescercrescercercacerca de 4 de 4 vezesvezes

Sou

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4th

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Ann

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Con

fere

nce ,

Par

is, J

une

2009

, Par

is, J

une

2009


40

Opções de Mudança – Revolução tecnológica

Maior utilização de GN1400 Term. a GN de 1 GW CCGT substituindo 700 Term. a carvão levaria a uma redução nas emissões anuais de carbono de 1 Gt (2x mês até2050) .

Energia Nuclear700 Usinas de 1 GW ao invés de 700 termelétricas a carvão (14 usinas/ano

RenováveisAeólica, solar, Geotérmica, Hidroeletricidade.Ex 300.000 turbinas de vento de 5 MW = área de Portugal 10 milhões de ha de painéis solares (0,1% das terras do mundo)

Bio-combustíveis250 milhões de hectares de alta produtividade (1/6 dos campos cultiváveis)

Captura e Seqüestro de CarbonoFluxo de seqüestro geológico de CO2 igual ao fluxo de petróleo extraído hoje

Transporte em massaTransporte em massa substitui 50% da mobilidade por veículos leves.

Transporte RodoviárioEmissões podem dobrar, chegando a 3 Gt de carbono em 2050 com mais de 2 bilhões de veículos.Aumento de eficiência e difusão do hidrogênio poderiam reduzir em 2Gt.

Construções“Zero Energy Home” (EUA), demonstrou que a uma redução de 90% no consumo de energia pode ser atingido com contruçõesenergo-eficientes.

Aparelhos pouco intensivos em energia0.5 – 1 Gt deixariam de ser emitidos até 2050 apenas mudando as lâmpadas!!

Fazendo as coisas de forma diferenteImaginem o que podemos fazer com a internet e demais tecnologias da informação!

Redução das Emissões

Conservação e eficiência energética


41

Muchas Gracias!Muchas Gracias!

Leonam dos Santos GuimarãesLeonam dos Santos Guimarães

Energia e Mudança Climática

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