Aula 1. Conversa Inicial. Conversão de Energia. Energia e desenvolvimento. Eficiência energética. Solução de problemas

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Prof. Samuel Polato Ribas

Conversão de Energia Aula 1

Conversa Inicial

Eficiência energética Desenvolvimento Aspectos tecnológicos Aspecto econômicos Aspectos sociais

Energia e desenvolvimento

Eficiência energética

Conservação de energia Energias renováveis Energias não renováveis

Solução de problemas

Menor consumo energético em relação à produção

Melhoria na confiabilidade de fornecimento e aumento da disponibilidade do sistema Ganhos econômicos associados ao crescimento industrial

Redução de impactos ambientais Vantagens da eficiência energética

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Falta de consciência dos consumidores Indisponibilidade de informação e equipamentos no mercado

Falta de financiamentos e incentivos Barreiras à conservação de energia

Geração de eletricidade e cogeração de pequena escala Transporte

Indústria Iluminação

Setores de maior consumo energético

Geradores com ciclo combinado Painéis fotovoltaicos

Iluminação Transporte Indústria Residências

Avanços tecnológicos na produção de eletricidade

Desenvolvimento

Produção de eletricidade Transporte

Indústria Construção Desmatamento

Contribuição de emissão de resíduos por fonte

Emissão de resíduos de Termoelétricas europeias Emissão de resíduos de

termoelétricas norte-americanas Emissão de poluentes

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0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

SO2(g/MWh) NOx(g/MWh) MP (g/MWh) CO2 (g/MWh)

Carvão Óleo combustível Gás natural Eólica Nuclear Biomassa _Fonte: GOLDEMBERG, J.; LUCON, O. Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento. 2012. Fonte: GOLDEMBERG, J.; LUCON, O. Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento. 2012. 0

1000 2000 3000 4000 5000 6000

CO2 (g/MWh) SO2 (g/MWh) NOx (g/MWh)

Gás naturalCarvão Óleo combustível Renováveis (exceto hidroelétrica) lixo em incineradores

Potência produzida em função da área inundada

Impacto das hidrelétricas

Fonte: GOLDEMBERG, J.; LUCON, O. Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento. 2012.

Usina Potência Gerada (MW) kW/hectare

Xingu 5000 588,2

Segredo 1260 152,7

Itá 1620 116,7

Itaipu 12600 93,6

Belo Monte 11000 89,8

Machadinho 1200 45,8

Garabi 1800 22,5

Itaparica 1500 18,0

Tucuruí 3900 13,9

Três Irmãos 640 9,0

Porto Primavera 1800 8,4

Serra da Mesa 1200 6,7

Camargos 45 9,1

Manso 210 5,4

Samuel 217 3,3

Sobradinho 1050 2,5

Balbina 250 1,1

Maior consumo energético em países desenvolvidos em relação aos países em desenvolvimento

Setor de transportes ^Mundo Membros OCDE Não-membros OCDE

1973 2004 1973 2004 1973 2004

Mtep % Mtep % Mtep % Mtep % Mtep % Mtep %

4608 100% 7644 100% 2839 100% 3828 100% 1769 100% 3817 100%

967 21% 1975 26% 721 25% 1284 34% 246 14% 690 18%

1507 33% 2058 27% 955 34% 879 23% 553 31% 1179 31%

Crescimento

1973-2004 Mundo Membros OCDE Não-membros OCDE

Consumo Total 1,65% 0,97% 2,51%

Transporte 2,33% 1,88% 3,38%

Indústria 1,01% -0,27% 2,47%

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Industrial

27% da energia mundial Consumo energético no Brasil

Demais setores

Fonte: GOLDEMBERG, J.; LUCON, O. Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento (2012).

Gás

natural Lenha Diesel Óleo combustível

Gás liquefeito

de petróleo Eletricidade Carvão vegetal

Total (ktep)

% dos 3 setores

41% 99% 0% 0% 89% 49% 88% 21344 72%

49% 1% 45% 73% 4% 32% 12% 5188 17%

11% 0% 55% 27% 7% 19% 0% 3273 11%

Aspectos tecnológicos Complexidade dos sistemas:

Tecnologias atuais Tecnologias futuras

Transmissão e distribuição de energia elétrica

Materiais com melhor condutividade Compactação dos componentes da rede elétrica

Segurança no uso de eletricidade Armazenamento

Automação e controle

Tecnologias futuras a nível internacional e no Brasil

Pequenas turbinas a gás: η = 60%

Células a combustível: η = 60% até 2030 Sistemas híbridos

Hidrogênio

Tecnologias de conversão de energia

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Aspectos econômicos ^{PIB Real} PIB Nominal PIB per capita

Poder de Paridade de Compra (PPC) Produto Interno Bruto (PIB)

País ou Região PIB real (US$ bilhões)

PIB real per capita (US$)

PIC per capita, PPC (US$)

Brasil 620 3510 7359

África 641 753 2216

América Latina e

Caribe 1143 3343 6729

China 1696 1309 4837

Europa – não membros

OCDE 156 2850 6970

América do Norte –

membros OCDE 11689 27478 28605

Europa – membros

OCDE 9151 17286 21463

Países desenvolvidos 26792 23206 24656

Países desenvolvidos 6599 1291 4077

Valores de PIB para 2003, real e convertidos pelo PPC

Auxílio do governo a setores estratégicos Tributação

Depreciação de bens de capital e infraestrutura

Renda de multinacionais

Fatores que influenciam o desenvolvimento

Em 2006, avaliado em US$ 956 bilhões Cálculo do PIB

Lado da produção Lado da demanda Lado da renda

PIB do Brasil

Corresponde ao valor de mercado do conjunto de bens e serviços que tenham sido produzidos no próprio país ou em outros países

Produto Nacional Bruto (PNB)

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Subdivisão em classe de renda, pelo Banco Mundial

PNB per capita

Categoria de renda

PNB per capita

(US$) Países e regiões

Baixa Até 765 quase toda a África Saariana e Subsaariana, Índia, Paquistão, Indonésia, Mongólia Média-baixa 766-3035 Rússia, China, Cazaquistão Irã, Turquia, Romênia,

Tailândia, Argélia, Egito, Marrocos, Namíbia, Peru

Média-alta 3036-9385

Brasil, México, Colômbia, Chile, Argentina, Uruguai, África do Sul, Líbia, Arábia Saudita, Polônia, Hungria,

Malásia, Filipinas, Coréia do Sul Alta 9386 ou mais EUA, Japão, Europa Ocidental, Austrália, Nova Zelândia

Crescimento da população Número de habitações Automóveis

Aparelhos domésticos

Crescimento do PNB

A razão do consumo energético (E) para o produto econômico (P) é definida como intensidade energética (I)

Estrutura do produto econômico Intensidade energética

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Variação na energia primária, produto econômico pelo PPC (PIB-PPC) e intensidade energética

Região

Variação da energia primária

∆E/E no período

Variação do PIB ∆P/P Intensidade energética:

elasticidade ∆I/I no período

Elasticidade ∆I/I anual no período

1971-1990 1990-2003 1971-

1990 1990-

2003 1971-1990 1990-2003 1971-

1990 1990-

2003

Mundo 0,58 0,23 0,89 0,31 0,65 0,25 3,4% 1,9%

Membros OCDE 0,33 0,19 0,82 0,37 0,41 0,24 2,2% 1,8%

Não-membros OCDE

(em desenvolvimento) 0,98 0,26 1,04 0,71 0,94 0,25 5,0% 1,9%

Oriente médio 3,44 0,95 0,67 0,63 5,17 1,42 27,2% 10,9%

ex-URSS 0,71 -0,29 0,43 -0,21 1,66 -0,67 8,7% -5,2%

Europa do leste 0,64 -0,27 1,02 0,09 0,62 -0,26 3,3% -2,0%

China 1,25 0,60 3,15 2,25 0,40 0,19 2,1% 1,5%

Ásia 1,20 0,61 1,56 0,88 0,77 0,39 4,0% 3,0%

África 0,99 0,41 0,71 0,40 1,40 0,58 7,3% 4,5%

América Latina

e Caribe 0,67 0,37 0,85 0,39 0,79 0,43 4,2% 3,3%

Brasil 0,91 0,42 1,39 0,36 0,66 0,30 3,5% 2,3%

Aspectos sociais

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Distribuição de renda

Indicador social fortemente correlacionado ao consumo de energia

Composição do IDH Longevidade Instrução Padrão de vida

Índice de Desenvolvimento Humano (IDH)

Renda per capita, IDH e coeficiente de Gini

Ranking pelo IDH

(2003) País IDH PIB per capita (US$)

Coeficiente de Gini

1 Noruega 0,963 37670 25,8

10 EUA 0,944 37652 40,8

11 Japão 0,943 27967 24,9

28 Coréia 0,901 17971 31,6

37 Chile 0,854 10247 57,1

53 México 0,814 9168 54,6

62 Rússia 0,795 9230 31,0

63 Brasil 0,792 7790 59,3

85 China 0,755 5003 44,7

120 África do Sul0,658 10346 57,8

127 Índia 0,602 2892 32,5

158 Nigéria 0,453 1050 50,6

159 Ruanda 0,450 1268 28,9

174 Máli 0,333 994 50,5

177 Niger 0,821 835 50,5

Erradicar a pobreza Universalizar a educação Promover a igualdade Reduzir a mortalidade infantil Melhorar a saúde maternal Combater a AIDS

Ambiente autossustentável Parcerias entre países

Metas de desenvolvimento

Water Energy Health Agriculture Biodiversity

WEHAB