ENERGIA RENOVÁVEL OFFSHORE

1

ENERGIA RENOVÁVEL OFFSHORE

ESTADO DA ARTE, DESAFIOS E OPORTUNIDADES

ANTÓNIO SARMENTO

22-05-2013

2

SUMÁRIO

O IST – INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO

O WavEC Offshore Renewables

PORQUÊ INVESTIR EM ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS? ESTADO DA ARTE DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS PROJECTOS EM CURSO EM PORTUGAL.

3 3

FACTOS E NÚMEROS

Fundos públicos direct. 50 40% Fundos competitivos 75 60%

Total 125 100%

3

Admissão dos 100 Melhores

Alunos de C&T (2006/07)

4 4

Parcerias Importantes

Engineering Design Advanced Manufacturing

Sustainable Energy Systems Engineering Systems

Critical Infrastructures and Risk Assessment

Technological Change and Innovation

Univ. Technology Enterprise Network Advanced Computing

KIC - InnoEnergy

5

SUMÁRIO

O IST – INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO

O WAVEC Offshore Renewables

PORQUÊ INVESTIR EM ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS? ESTADO DA ARTE DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS PROJECTOS EM CURSO EM PORTUGAL.

6

Instituições I&D

WAVEC

• Associação privada sem

fins-lucrativos; desde 2003

• Missão: acelerar a introdução das

energia renovável marinha no mercado

• Associados:

•Energia das Ondas

• Correntes de Maré • Energia das Marés • Gradiente Salino

• Energia Eólica Offshore • Biomassa Marinha

Empresas Energia

Empresas de Engenharia

• Gradiente Térmico

7

LONGO HISTORIAL DE PROJECTOS DE I&D

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Road-map CORES EQUIMAR WAVETRAIN2 OceaNET WAVEPORT SURGE AquaRET2 SOWFIA FAME DEMOWFLOAT

KIC InnoEnergy Project OTS

WEAM

MARINET TROPOS

OTEO

SI Ocean Atlantic Power Cluster

• Uma gama

aalargada de projectos

• Mais de 100 parceiros internacionais • Foco em novas, ferramentas,

metodologias, serviços e produtos Projectos Comunitários Projectos Nacionais 22-05-2013 Mares da Lusofonia

8

CONSULTORIA À ESCALA MUNDIAL

Inst. Costariquense de Electricidade

Projectos I&D 70% Consultoria 24% Quotas 6% 22-05-2013 Mares da Lusofonia

9

MIGUEL LOPES

Monitorização & Tecnologia

NUNO MATOS

Políticas Públicas & Disseminação ALEX RAVENTOS Economia & Industria MARCO ALVES Modelação Numérica TERESA SIMAS Ambiente Marinho

Abordando todos os

aspectos da energia

renovável marinha

COMPETÊNCIAS ABRANGENTES

10

SUMÁRIO

O IST – INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO O WAVEC Offshore Renewables

PORQUÊ INVESTIR EM ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS?

ESTADO DA ARTE DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS PROJECTOS EM CURSO EM PORTUGAL.

11 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 5 10 15 20 25 30 35 40

Fonte “The World Energy Problem”

Miguel Prado, 2010 (BP 2008, Energy Watch Group 2006)

(T W ) 0 IEA-2006 ? = 3.4 kW CO_{2 CO} 2 CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO_{2 CO} 2 CO2 CO2 CO₂ CO2 CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ COCO2 ₂ Oil Gas Coal U RE CO₂ CO₂

O Problema Energético do Mundo

35 40 1850 5 10 15 20 25 30 0 35 40

12

INVESTIMENTO GLOBAL EM ENERGIA

RENOVÁVEL

China: 48,9 $bn

13

Oceanos: um enorme recurso – 275.500

TWh/y

Ondas

energia potencial entre maré alta e maré baixa (300 TWh/y)

Marés

Gradiente Térmico (OTEC): diferença de temperatura entre águas profundas e de superfície

(33,000 TWh/y)

Gradiente salino:

diferencial de pressão osmótica entre água doce e água salgada (energia osmótica) (20,000 TWh/y)

Fontes

Hidrotermais

Eólico Offshore: um recurso eólico explorado no oceano (176,000 TWh/y)

Biomassa Marinha:

culturas de macroalgas para produzir biocombustívies

Consumo Mundial de Energia: 140,000

TWh/y

14

PORQUÊ INVESTIR EM ENERGIA

RENOVÁVEL OFFSHORE?

• Segurança de abastecimento

• Controlo do custo da energia

• Controlo das alterações climáticas

• Desenvolvimento de nova tecnologia com

potencial aplicação noutros recursos marinhos

• Desenvolvimento económico (exportação, M.O.

e mão-de-obra)

• Desenvolvimento da Economia do Mar: reforço

tecido empresarial, tecnologia, infra-estruturas

15

SUMÁRIO

O IST – INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO O WAVEC Offshore Renewables

PORQUÊ INVESTIR EM ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS?

ESTADO DA ARTE DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS

PROJECTOS EM CURSO EM PORTUGAL.

16

CORRENTES MARÍTIMAS

CONCEITOS

Eixo horizontal Eixo vertical Asa oscilante

Eixo horizontal em conduta Parafuso de Arquimedes Papagaio de Corrente

17

TECNOLOGIAS DE CORRENTES MARÍTIMAS

TECNOLOGIAS LÍDER

MCT Seagen 1,2MW, Irlanda do Norte (2008)

Turbina Open Hydro 1MW na Bay of Fundy (2010)

ORPC 60kW Beta TGU em Cobscook Bay (2010) PS 100 no Estuário de Humber (2009) SR 250 no EMEC (2011) 500kW TGL no EMEC (2010) 6x30kW FreeFlow 5m instalada em NY (2006)

1ª turbina Voith Hydro na oficina em Heidenheim

Conceito Minesto Deep-Gen Instalação HS300 em

Kvalsund (2003)

AK-1000 no EMEC (2010)

Turbina Clean Current (Alstom Hydro) em Race Rocks (2006)

18

ENERGIA DAS ONDAS: CONCEITOS

OWC Corpos oscilantes Galgamento

Deformáveis – Agregado compacto

19

DESAGREGAÇÃO DE CUSTOS

Source: Carbon Trust 2011, for an early stage commercial farm (6-10MW)

 Custos actuais: 7 a 10 M€/MW têm que reduzir-se de factor 3+

Ondas _Correntes

O&M Estrutura O&M

Eq. Energia Instalação

Ligação Eléctrica

20

ECONOMIA (ONDAS E CORRENTES)

Source: Carbon Trust 2011

0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 2010 2020 2030 2040 2050 In st aled c apcity (G W) LC OE (c € /kWh) Wave - Capacity Tidal capacity

Wave - LCOE Accelerated Wave - LCOE BAU

Tidal - LCOE Accelerated Tidal - LCOE BAU

22-05-2013 Mares da Lusofonia

Ondas – GW instalados Correntes – GW instalados Ondas – LCOE acelerado Ondas – LCOE BAU

Correntes – LCOE acelerado Correntes – LCOE BAU

21

OPORTUNIDADES E SINERGIAS

 Dimensão prevista: 300 MW ~ 100 Turbinas ~ 37 km2

~ _{100 km de cabos electricos entre turbinas}

 Parques flutuantes:

– 300 km de linhas de amarração

– 100 conectores eléctricos submarinos (?)  Desafios:

– Redução custo de O&M

– Acessibilidade aos dispositivos – Segurança marítima e ambiental

Electrical Infrastructure 15% Operation and Maintenance 25% Support Structure 24% Engineering and Managem ent 3% Turbine 33% 22-05-2013 Mares da Lusofonia

22

OPORTUNIDADES, SINERGIAS E CONFLITOS

 Oportunidades e sinergias:

– Inspecção de componentes submersas – Medição de vento em águas profundas – Monitorização (operação e ambiental) – Operações ofshore de O&M

– Concentração de infra-estruturas de apoio – Partilha de espaço marítimo.

 Conflitos:

– Utilização do espaço marítimo: pesca, defesa, navegação

– Impactes ambientais: esperados pequenos

Electrical Infrastructure 15% Operation and Maintenance 25% Support Structure 24% Engineering and Managem ent 3% Turbine 33% 22-05-2013 Mares da Lusofonia

23

SUMÁRIO

O IST – INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO O WavEC Offshore Renewables

PORQUÊ INVESTIR EM ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS? ESTADO DA ARTE DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS MARINHAS

PROJECTOS EM CURSO EM PORTUGAL.

24

Placa oscilante Coluna de água oscilante

Absorvedor pontual

Energia das ondas: Central

do Pico (1999) – 450 kW

25

Placa oscilante Coluna de água oscilante

Absorvedor pontual

Energia das ondas: AWS (Aguçadoura

2004) – 2.000 kW

26

Placa oscilante Coluna de água oscilante

Absorvedor pontual

Energia das ondas: Pelamis

(Aguçadoura 2008) – 3 x 750 kW

27

Placa oscilante Coluna de água oscilante

Absorvedor pontual

Energia das ondas: Waveroller

(Peniche 2012) – 3 x 100 kW

28

Ensaios à escala 1:16

NAREC, UK,

Sept-Oct 2012

29

TURBINA BI-RADIAL

2. High peak efficiency 3. Wide flow rates

30

PRODUTOS INOVADORES

• Bóia autónoma de

monitorização acústica

e ambiental (

Lindley

)

• Sistema de detecção

de cabos eléctricos

submarinos

• Pacote informático

para apoio à O&M de

parques offshore

CMMS –Computerized Maintenance Managememnt System

Maintenance Plan

Faults Level (FL) Remaining Service Life (RSL)

Condition Based CMS Maintenance Requests Calendar Based Down-Time Costs

Maintenance System Operation

Power Production Estimate Production Virtual Production Daily Estimate 22-05-2013 Mares da Lusofonia