Aula 2 - Fontes
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Aula 2 - Fontes


DisciplinaEnergias Renováveis267 materiais832 seguidores
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Recursos renováveis e não renováveis
Centro de Ciência e Tecnologia em Energia e Sustentabilidade
(CETENS)
Bacharelado Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade
Fontes Alternativas de Energia e Aplicações
Osvaldo Soliano Pereira, Ph.D.
Outubro 2016
Conteúdo
\u2022Definições: renováveis e não renováveis
\u2022Prós e contras
\u2022Reservas e potenciais
\u2022Fontes
\u2022Participação nas matrizes global e nacional
\u2022Matriz elétrica brasileira: renováveis e não 
renováveis
\u2022Perspectivas
Recursos energéticos
\u2022Recursos não renováveis
\u2022 Recursos que podem se exaurir dentro de um espaço de 
tempo relativamente curto como resultado de sua exploração 
(ex.: petróleo \u2013 50 anos ??)
\u2022 Biomassa se converte em fóssil mas num período de tempo 
demasiadamente longo para nossas necessidades
\u2022 Combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural, xisto, 
turfa), U235 (fissão nuclear), deutério (fusão nuclear), 
algumas geotérmicas
\u2022Recursos renováveis
\u2022 Recursos que se não exaurem com o consumo
\u2022 Energia solar, geotérmica e de marés
\u2022 Solar: solar direta, eólica, hidrelétrica, biomassa, correntes 
oceânicas e ondas, OTEC
Economia circular
ER: Recursos exauríveis
RR: Recursos renováveis
W: resíduos; 
A: Capacidade assimilativa 
h: extrair; y: produzirFonte: Pearce, 1990
Recursos não renováveis
\u2022Fósseis ou nuclear (físsil)
\u2022Tendem a se tornar mais caros com a proximidade da 
exaustão
\u2022Podem vir a não ser completamente explorados
\u2022Fósseis: resultantes da fossilização de matéria orgânica, 
ocorrida, na maior parte, há 325 milhões de anos. São 
hidrocarbonetos [Cx(H2O)y], oriundos da fotossíntese e 
grandes emissores de gases de efeito estufa (CCS)
\u2022 Boom recente do gás de xisto nos EUA através do fracionamento 
geológico (fracking)
\u2022Urânio físsil (U235): 0,7% do urânio natural, reação em 
cadeia, moderador (água/U enriquecido; água pesada/U 
natural), produção de plutônio (P239).
Recursos renováveis
\u2022Tendem a se tornar mais baratos a medida que a escala 
de seus usos crescem 
\u2022A maior parte deles ainda estão em diversos estágios 
de desenvolvimento tecnológico, o que tenderia 
barateá-los ainda mais
\u2022Alguns deles têm seus potenciais de utilização 
limitados, a exemplo das hidrelétricas
\u2022Tendem emitirem muito pouco gases de efeito estufa, e 
ainda quando analisados nos seus ciclos de vida. A 
biomassa podem reduzir os níveis de concentração dos 
gases na atmosfera
Análise de ciclo de vida de emissões de GEE
Fonte: IPCC 2011
Agressões ambientais 
devido à oferta 
comercial de energia
Fonte: WEA 2000
Custo anualizado da energia (BNEF)
Reservas de combustíveis fósseis
Fonte: IPCC 2011
Reservas Comprovadas (2015)
Combustível Reservas Reservas/Produção (anos)
Petróleo (10\u2079 barris) 1697.6 50,7 (40,3 em 2001)
Gás natural (10¹² m³) 186.9 52,8 (61,9, em 2001)
Carvão (10\u2079 ton) 891,5 114,0 (216,0 em 2001)
Fonte: BP Statistical, 2016
Potenciais Técnicos Globais
Demanda de Energia em 2008: 492 EJ
Fonte: IPCC 2011
Fósseis
\u202280% do total da energia primária
\u2022Carvão: principal fonte
\u2022Reservas gigantescas: Idade da Pedra
\u2022Percentual importante até o final deste século
\u2022Renováveis através de ponte do gás natural
\u2022 IPCC: 2007 e 2013, mudanças tímidas
\u2022 Protocolo de Kyoto
\u2022Transição: lenta/balanceada (indústria fóssil)
\u2022 CCS
\u2022 Nuclear
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Petróleo e derivados
\u2022Óleo cru: hidrocarbonetos (CnHn)
\u2022Leve a extrapesado: densidade: < 0,87; 0,92; 1,0; > 1,0
\u2022Refinarias: derivados
\u2022 Impactos
\u2022 Efluentes: SOx, NOx, CO2
\u2022 Vazamentos
\u2022Principal componente da matriz global
\u2022Baixo custo (visão econômica)
\u2022 Importação e vulnerabilidade estratégica: 
\u2022 Crises: 1973 (US$ 3 => 11.70), 1979 (US$ 35.00)
\u2022 Volatilidade dos preços
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Preços do petróleo
Carvão mineral
\u2022 Substância mineral, composto basicamente por carbono, mas 
contém quantidades variáveis de S, O e N. É classificiado em 
funçao do conteúdo de voláteis (ou de carbono), indo do carvão 
subetuminoso (lignito), com mais de 18% de voláteis (65 a 75% 
de C), passando pelo betuminoso (hulha), com 10 a 18% de 
voláteis, até o antracito, com 5 a 10% de voláteis (92 a 98% de 
C). Alguns autores colocam a turfa como um tipo de carvão.
\u2022 Revolução industrial: lenha para carvão
\u2022 2ª. Fonte na matriz global => baixo custo
\u2022 Custos de transportes mais elevados que o petróleo
\u2022 Altamente poluente: NOx, SOx, CO2
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Carvão limpo (clean coal)
\u2022Leito fluidizado: 
\u2022 150 \u2013 300 MW, maiores são demonstrações
\u2022Gaseificação do carvão
\u2022Aumento da criticalidade do ciclo a vapor: 
\u2022 temperaturas na faixa de 600/610° C => redução de 10% na 
emissão de CO2
\u2022CCS: plantas com taxa de captura de 90 % e fator de 
capacidade de 60%
\u2022 US$/MWh aumentam em cerca de 70%
\u2022 Custos de investimento (US$/kW) em cerca de 90%
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Preço do carvão
Gás Natural
\u2022 Hidrocarboneto em estado gasoso nas condições atmosféricas 
normais, extraído diretamente a partir de reservatórios 
petrolíferos ou gasíferos, incluindo gases úmidos, secos, 
residuais e gases raros: 
\u2022 metano (principal) + etano, propano, butano + impurezas (CO2, gás 
sulfídrico) removidas
\u2022 Crescimento após crises do petróleo
\u2022 3º combustível da matriz energética (21,4%), 2º na produção de 
eletricidade (22,2%)
\u2022 Substitui qualquer combustível exceto querosene de aviação
\u2022 Emite muito menos CO2
\u2022 Requer grandes investimentos em gasodutos
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Preços do gás natural
Combustíveis nucleares
\u2022Liberação de energia térmica na fissão de certos 
isótopos do urânio
\u2022Fusão nuclear: muito mais energia, mas ainda em 
desenvolvimento
\u2022Enriquecimento: 
\u2022 Países do Conselho Permanente da ONU + alguns
\u2022Não há poluentes, mas riscos associados
\u2022 Acidentes, resíduos, produção de armas
\u2022 Grande rejeição popular
\u2022 Chernobyl e Fukushima
\u20224º lugar na produção de energia elétrica
\u2022Excedente do produto enriquecido
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Investimento 2013-2014
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Geotermia
\u2022Calor oriundo do subsolo terrestre
\u2022Proximidade com vulcões e regiões vulneráveis a 
abalos sísmicos
\u2022Vapor a alta temperatura e pressão aciona turbina a 
vapor acoplada a gerador
\u2022Recursos de elevada entalpia (150 \u366 - 200 \u366 C)
\u2022Eventual injeção de água fria
\u2022Uso direto (bombas de calor) e produção de 
eletricidade
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Energia hidrelétrica
\u2022Forma de energia solar, 
oriunda do ciclo da água: 
\u2022 Evaporação, Precipitação, 
Infiltração, Escoamento
\u2022E = m.g.h
\u2022 Depende da vazão e da 
altura
\u2022Grande impacto 
ambiental local
\u2022 Barragem e reservatório
\u2022 UHEs e PCHs
Biomassa
\u2022 Recurso solar coletado pela fotossíntese: custo de coleta e 
intermitência minimizados
\u2022 Recurso universalmente disponível
\u2022 10% do consumo mundial
\u2022 Uso ineficiente na cocção e aquecimento 
\u2022 Uso como combustível sólido, líquido ou gasoso
\u2022 Restrição ligada ao uso do solo e água
\u2022 Cinzas como fertilizante, menor enxofre
\u2022 Renovável quando oriunda de manejo
\u2022 Externalidades geralmente não consideradas
\u2022 Não emite dióxidos de enxofre e nitrogênio
\u2022 CO2 emitido é reabsorvido pela fotossíntese
\u2022 Grande geração de empregos
Biomassa: Fontes, conversão e produtos
Biocombustíveis: substância derivada de biomassa renovável, (biodiesel, 
etanol, etc.) que pode ser empregada diretamente ou mediante alterações 
em motores a combustão interna ou para outro tipo de geração de energia, 
podendo substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil.
Energia solar direta: aplicações
\u2022 Solar Passivo e aplicações com 
luz diurna
\u2022 Solar ativo para aquecimento ou 
resfriamento
\u2022 Solar Fotovoltaico: produção de 
energia elétrica
\u2022 Concentradores solares para 
produção de energia elétrica
\u2022 Produção de combustível solar