ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA

(1)

ENGENHARIA

ELECTROT

É

_É

CNICA

_CNICA

Energia: o Passado e os Desafios e do

Futuro

Jos

é

P. Sucena Paiva

T

(2)

O. Eng. 20-02-2014 Prof. Sucena Paiva 2

MICHAEL FARADAY, o experimentalista

1791

(3)

JAMES MAXWELL, o cientista

1831

-

1879

0 =

∇

=

∇

∂

−

=

×

∇

∂

+

=

×

∇

•

• B

D

B

E

D

J

H

ρ

t

(4)

NIKOLA TESLA, o engenheiro

1856

(5)

LUZ NA AVENIDA DA LIBERDADE, 1889

38 candeeiros com lâmpadas de arco de 2000 velas

(6)

FONTES DE ENERGIA PRIM

Á

RIA

PORTUGAL, 1890

[Fonte: Nuno Madureira: A Hist

(7)

CENTRAL TEJO 64 MW,

1909

-

1972

Fotografia de 1930

(8)

CENTRAL TEJO

Quadro de Comando

Créditos Fotográficos: Museu da Electricidade

(9)

CENTRAL TEJO

A Descarga do Carvão

(10)

CENTRAL TEJO (ACTUAL)

Museu da Electricidade

(11)

JOS

(12)

12 A LEI 2002

LEI DA ELECTRIFICAÇÃO NACIONAL, 1944

(13)

CENTRAL HIDROEL

É

CTRICA

Castelo do Bode 3

(14)

14 Fonte: EDP Produção

CENTRAL HIDROEL

É

CTRICA

Venda Nova 3

(15)

CENTRAL TERMOELÉCTRICA

TAPADA DO OUTEIRO

3×50 MW

, 1959

(16)

CENTRAL HIDROEL

É

CTRICA

Alto Lindoso 2

(17)

CENTRAL HIDROEL

É

CTRICA

Alqueva 2

(18)

CENTRAL T

É

RMICA A CARVÃO

Pego 2

(19)

CENTRAL T

É

RMICA A G

Á

S NATURAL

DE CICLO COMBINADO

Ribatejo 3

(20)

GERADOR E

(21)

PARQUE EÓLICO DE CANDEEIROS, 2006

37×3 MW = 111 MW

(22)

TOTAL PRIMARY ENERGY DEMAND

WORLD, 1990

-

2035

[

Source

: IEA, World

: IEA,

Energy Outlook 2013,

New

Policies

Scenario

]

Average Power 2011: 17 TW

Average Power per capita: 2,5 kW

+68%

0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 1990 2011 2020 2035 Mt e p Outras renováveis Biomassa e resíduos Hídrica Nuclear Gás natural Petróleo Carvão

Taxa de crescimento anual: 1990-2011: 1,9%

2011-2020: 1,6% (projecção) 2011-2035: 1,2% (projecção)

(23)

0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 1990 2011 2020 2035 TW h Marés/ondas Solar concentração Solar fotovoltaica Geotérmica Eólica Biomassa e resíduos Hídrica Nuclear Gás natural Petróleo Carvão

ELECTRIC ENERGY GENERATION

WORLD, 1990

-

2035

[

Source

: IEA, World

: IEA,

Energy Outlook 2013,

New

Policies

Scenario

]

Average Power 2011: 2,5 TW

Average Power per capita: 0,36 kW

+68%

(24)

CONSUMO BRUTO DE ENERGIA

EL

É

CTRICA EM PORTUGAL, 1990

-

2013

[

Source

: DGEG, REN]

Potência média 2013: 5 980 MW

Potência média per capita: 0,57 kW

Renováveis 2013: 58%

0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 GW h Importação Fotovoltaica Eólica Hidrica Biomassa e resíduos Gás natural Petróleo Carvão

Taxa de crescimento anual 1990-2013: 3,1%

2000-2013: 1,5% 2008-2013: -0,4%

(25)

CONSUMO BRUTO DE ENERGIA

EL

É

CTRICA EM PORTUGAL, 2013

[

Source

: DGEG, REN]

Potência média 2013: 5 980 MW

Potência média per capita: 0,57 kW

Renováveis 2013: 58%

Carvão

22%

Petróleo

3%

Gás natural

12%

Hidrica

28%

Eólica

23%

Importação

5%

Biomassa

e resíduos

6%

Fotovoltaica

0,9%

2013

52 389 GWh

Renováveis = 58%

IPHid=1,17

IPEol=1,18

(26)

COMPARA

Ç

ÃO DAS DIFERENTES

TECNOLOGIAS DE PRODU

Ç

ÃO

Tecnologias

Potência

(MW)

Tempo

desenvolv

.

(anos)

Vida

ú

til

(anos)

Custo

investim

.

Custo

combust

í

vel

Custo

opera

ç

ão

Emissões

CO

₂₂

(kg/kWh)

Utiliza

ç

ão

anual

(h)

G

á

s natural

M

é

dio

(400)

Curto

(2

-

3 )

25

25 Baixo

Baixo

Alto

M

é

dio

M

é

dio

(0,35)

7.000

7.000 Carvão

Carvão

Alto

(750)

Longo

(6

-

8)

40

40 M

M

é

dio

-

-Alto

Alto

M

é

dio

M

é

dio

Alto

(0,9

-

1,2)

7.000

7.000 Nuclear

Nuclear

Muito

Grande

(1.500)

Longo

(10

–

15)

40

40 Muito

Muito

Alto

Baixo

M

é

dio

~ 0

8.000

8.000 H

H

í

drico

Vari

á

vel

M

é

dio

–

Longo

(5

-

15)

> 60

Alto

----

Muito

Baixo

~ 0

2.500

2.500 -

-4.000

4.000 E

E

ó

lico

Baixo

(< 5)

Curto

(< 3 )

(27)

REDE NACIONAL DE TRANSPORTE

CENTRO DE CONTROLO E OPERA

(28)

REDE DE DISTRIBUIÇÃO

(29)

EU ELECTRICITY PRICES

Source

(30)

SHARE OF RENEWABLES IN GROSS

FINAL ENERGY CONSUMPTION (EU)

(31)

EU ELECTRICITY PRICE EVOLUTION

BY COMPONENT

Source:

Eurostat

.

Includes taxes in the case of households; excludes VAT and other recoverable taxes

in the case of industry but other industry exemptions are not included (not available).

(32)

32 ESTRUTURA DOS PRE

ESTRUTURA DOS PRE

Ç

OS DE

ELECTRICIDADE EM MT , PORTUGAL, 2013

Fonte: ERSE

(33)

ESTRUTURA DOS PRE

Ç

OS DE

ELECTRICIDADE EM BTN, PORTUGAL, 2013

Fonte: ERSE

(34)

34 ESTRUTURA DOS PRE

ESTRUTURA DOS PRE

Ç

OS DE

ELECTRICIDADE, PORTUGAL, 2014

Fonte: ERSE

(35)

0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 1990 2011 2020 2035 Mt Gás natural Petróleo Carvão 36% 42% 41% 40%

% das emissões totais

CO2 EMISSIONS DUE TO ELECTRICITY

GENERATION, WORLD , 1990

-

2035

[

Source

: IEA, World Energy Outlook 2013,

New

Policies

Scenario

]

(36)

ATMOSPHERIC CO2 CONCENTRATION

(37)

MITIGA

Ç

_Ç

ÃO DA MUDAN

_{ÃO DA MUDAN}

Ç

_Ç

A

_A

CLIM

Á

_Á

TICA

_TICA

Redu

ç

ão das emissões de CO2

Electrifica

ç

ão crescente do consumo final

Energias renov

á

veis

Eficiência energ

é

tica

Energia nuclear

Carvão limpo (captura e sequestro do CO2)

G

á

s natural em cogera

ç

ão

Armazenamento de energia

(38)

REDE EL

É

CTRICA INTELIGENTE

(

Smart

_Smart

Grid

)

• Uso de inteligência e comunicações digitais

combinadas, a fim de melhorar a operação das redes de

transporte e distribuição.

• Soluções avançadas de contagem de energia,

substituindo o vetusto contador electromecânico.

• Instalação de tecnologias, equipamentos e serviços que

permitam aceder e utilizar a informação sobre o uso de

energia, interactuar com os veículos eléctricos e escoar a

produção renovável descentralizada.