análise das novas tecnologias energéticas nacionais e cenarização do seu impacto no sistema energético nacional

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análise das novas tecnologias energéticas

nacionais e cenarização do seu impacto

E.VALUE| Estudos e Projectos em Ambiente e Economia S.A.

www.evalue.pt

no sistema energético nacional

Fev –Nov 2010

Recursos Energéticos Renováveis - Programa MIT-Portugal 21 Março 2011

(2)

1. O

BJECTIVOS

2. M

ETODOLOGIA

3. C

ENÁRIOS ESTUDADOS

4. P

ERSPECTIVAS ATÉ

2050

2

5. A

VALIAÇÃO DE TECNOLOGIAS ENERGÉTICAS E IMPACTO NO

SISTEMA ENERGÉTICO

2005-2050:

CONDIÇÕES DE

COMPETITIVIDADE

T

ECNOLÓGICA

(3)

3

(4)

Motivação

(5)

Objectivos

Quais as opções energéticas custo-eficazes que satisfazem a procura de energia necessária ao desenvolvimento do País, e reduzem a dependência externa de combustíveis fósseis?

Quais as opções tecnológicas que permitem atingir níveis muito reduzidos de emissões carbono em 2050?

Qual a contribuição das tecnologias de base renovável, atendendo à incerteza associada à evolução do seu custo?

associada à evolução do seu custo?

Quais os drivers que condicionam a competitividade a médio-longo prazo das tecnologias renováveis (e.g. solar, ondas, eólica off-shore)?

(6)

6

(7)

A1. Envelope internacional em I&D de NTE A2. Curvas de aprendizagem de NTE (ETDE/IEA) A: Quadro Internacional de Novas

Tecnologias Energéticas (NTE)

C1. Base de dados de tecnologias energéticas C2. Andamento da economia [2005-2050] C: Perspectivas 2050 Cenarização TIMES_PT C4: Modelação 2005-2050 G ru p o s N a c io n a is d e I & D S N C T e e m p re s a ri a is e m N T E

Componentes

7

B: Potencial nacional de I&D em Novas Tecnologias Energéticas

C5. Workshop Roadmap para as

Novas Tecnologias Energéticas: Portugal 2010-2050

i. Cenário de Restrição de CO2 ii. Cenário sem obrigatoriedade de

electricidade fóssil

iii.Cenários de vectores tecnológicos

B1. Caracterização do potencial nacional de I&D em novas

tecnologias energéticas G ru p o s N a c io n a is d e I & D S N C T e e m p re s a ri a is e m N T E

(8)

Os cenários propostos e analisados representam evoluções contrastadas permitindo avaliar diferentes paradigmas

tecnológicos de energia; contêm elementos de diversas visões de futuro por forma a obter uma gama de resultados para análise (potencialidades e restrições do sistema energético nacional).

cenários para 2050

8

nacional).

Os cenários propostos não representam uma visão única para a evolução do sistema energético nacional, passível de ser assumido como um futuro verosímil.

(9)

Abordagem de análise de sistemas

1. Estudar sistema e identificar questões relevantes

2. Representar o sistema (diagrama do Reference Energy System).

3. Quantificar o sistema actual: quantidades no mercado & preços, stocks de

Como identificar pathways para o futuro?

tecnologias e custos.

4. Reconstruir os mercados actuais utilizando curvas de oferta para as

tecnologias.

5. Identificar o espaço para desenvolvimento tecnológico (projecções).

6. Compilar e comparar cenários

(10)

1. identificar questões relevantes

Quais as principais opções na actual situação, principais drivers e efeitos sócio-económicos, ambientais, tecnológicos?

Quais os efeitos no curto e longo-prazo de continuar o percurso adoptado

(Business-as-

Como identificar pathways para o futuro?

usual scenario)?

Quais as tecnologias/opções de política alternativas/suplementares disponíveis no curto, médio e longo prazo?

Quais as consequências ambientais, económicas e energéticas directas e indirectas da adopção dessas alternativas?

Quais os custos?

(11)

2. Representar o sistema (diagrama do Reference Energy System)

Como identificar pathways para o futuro?

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3. 3. Quantificar

Quantificar o

o sistema

sistema actual:

actual: stocks e

stocks e custos

custos de

de tecnologias

tecnologias existentes

existentes

Geral:

Geral: tecnologia, sector, qualidade informação, disponibilidade técnica e comercialtecnologia, sector, qualidade informação, disponibilidade técnica e comercial, quota de , quota de mercadomercado, , comercialização

comercialização

Técnica

Técnica: : tamtamanhoanho médiomédio, , capacidadecapacidade existenteexistente, tempo , tempo construçãoconstrução, tempo de , tempo de vidavida, , disponibilidadedisponibilidade máximamáxima e e média

média da da tecnologiatecnologia, input/output , input/output energéticoenergético

Económica:

Económica: unidade monetária, custos: investimento, fixos/variáveis O&M, combustível, totais com e sem unidade monetária, custos: investimento, fixos/variáveis O&M, combustível, totais com e sem combustível, desmantelamento

combustível, desmantelamento

Ambiental

Ambiental: : emissõesemissões GEE e GEE e atmosféricasatmosféricas, , resíduosresíduos sólidossólidos e e efluentesefluentes líquidoslíquidos //gasososgasosos, , usouso do solo, do solo, ruídoruído

Ambiental

Ambiental: : emissõesemissões GEE e GEE e atmosféricasatmosféricas, , resíduosresíduos sólidossólidos e e efluentesefluentes líquidoslíquidos //gasososgasosos, , usouso do solo, do solo, ruídoruído

Mão

Mão de de obraobra e e materiaismateriais: : necessidadesnecessidades de de materiaismateriais ((açoaço, , betãobetão, …) e , …) e mãomão de de obraobra ((construçãoconstrução e e operaçãooperação))

Factores de disponibilidade

Dia Noite Ponta Dia Noite Ponta Primavera Verão PV CiSi CSP (c/armaz) 0.18 0.47 0.00 0.00 0.18 0.47 0.22 0.67 0.00 0.00 0.22 0.67 Outono Inverno PV CiSi CSP (c/armaz) 0.15 0.33 0.00 0.00 0.00 0.33 0.10 0.15 0.00 0.00 0.00 0.17

(13)

87 $2008/bbl 115 $2008/bbl 145 $2008/bbl 91 $2008/bbl 109 $2008/bbl 120 $2008/ton 40 60 80 100 120 140 160 P re ço ( $ 2 0 0 8 /u n id a d e )

Preços de energia primária fóssil

Fonte: Cenário de Referência. World Energy Outlook. International Energy Agency. 2009. Paris Foram assumidos os preços do Cenário de Referência do World Energy Outlook de 2009 até 2030. De 2030 até 2050 assume-se o crescimento tendencial destes valores.

10 $2008/MBTU 14 $2008/MBTU 18 $2008/MBTU 0 20 40 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 P re ço ( $ 2 0 0 8 /u n id a d e )

Crude ($2008/bbl) Gás Natural ($2008/MBTU) Carvão ($2008/ton)

Fonte: Roadmap Portugal 2050: análise das novas tecnologias energéticas nacionais e cenarização do seu impacto no sistema energético nacional. E.Value SA. Lisboa 2010. (http://evalue.na-rede.net/publicacoes/D3_Analise_Competitividade_Novas_Tecnologias_Energeticas_12.2010.pdf)

(14)

4. 4. Reconstruir

Reconstruir os

os mercados

mercados actuais

actuais utilizando

utilizando curvas

curvas de

de oferta

oferta para

para as

as tecnologias

tecnologias

(15)

5. 5. Identificar

Identificar o

o espaço

espaço para

para desenvolvimento

desenvolvimento tecnológico

tecnológico ((projecções

projecções))

•

• Vari

Variáveis

áveis macro

macro económicas

económicas por

por região

região,

, cenário

cenário ((possíveis

possíveis drivers

drivers) e

) e procura

procura de

de

serviços

serviços de

de energia

energia;

;

•

• Desenvolvimento

Desenvolvimento tecnológico

tecnológico,

, por

por tecnologia

tecnologia;;

•

• Disponibilidade

Disponibilidade de

de recursos

recursos energéticos

energéticos por

por tipo

tipo,

, região

região,

, custo

custo e

e tecnologia

tecnologia

•

• Restrições

Restrições ambientais

ambientais: cap CO2,

: cap CO2, por

por exemplo

exemplo..

•

• Restrições

Restrições ambientais

ambientais: cap CO2,

: cap CO2, por

por exemplo

exemplo..

(16)

Potencial de recursos endógenos

Recurso Unid.

Utilização

Actual Potencial técnico máximo _Fonte 2009 2020 2030 2050

Hídrica GW 4.497 9.08 Plano Nacional de Barragens com Elevado Potencial Hidroeléctrico. 2009. Hídrica mini-hídrica GW 0.324 0.70 0.81

Eólica onshore GW 3.566 6.50 7.00 7.50 Comunicação pessoal de Ana Estanqueiro. LNEG. 16 Junho 2010. Eólica offshore GW 0 0.075 4.00 10.00 Estimativa com base em estudo do INETI

Ondas/Marés GW 0.004 5.00 7.70 Comunicação pessoal de Alex Raventos. Wave Energy Center. 23 Abril 2010 Fotovoltaica

descentralizada GW 0.019 _1.50 _9.30 DGEG (MEID) – Montra Tecnológica Solar (Lisboa, 16 Março de 2010); REN (comunicação pessoal)

Fotovoltaica centralizada GW 0.077

Extrapolação com base em indicador de RSU incinerado per capita e cenários de Resíduos Sólidos Urbanos PJ 0.088 GW 9.83 9.99 10.43 Extrapolação com base em indicador de RSU incinerado per capita e cenários de

RSU elaborados no âmbito do PORTUGAL CLIMA2020. Biogás PJ 0.02 GW 17.46 6.90 5.89 Extrapolação PNAC 2006 e GPPAA- MADRP. 2005.

Geotérmica convencional GW 0.023 0.045 0.077 0.23 _{Comunicação pessoal de Luís Neves. Faculdade de Ciências e Tecnologia da} Universidade de Coimbra. Junho 2010.

Geotérmica (Hot Dry Rock) GW 0 0.038 0.102 0.750 Biomassa Florestal

PJ 0.46 GW

17.67 30.87 Grupo de trabalho-Direcção Nacional das Fileiras Florestais, Junho, 2010. Comunicação pessoal de Armando Goes. CELPA.

Biomassa (resíduos

agrícolas + indústria transf. da madeira )

5.93

INR, 2006.PERAGRI - Plano Estratégico dos Resíduos Agrícolas. Relatório Técnico, Vol 1 - Sumáro Executivo. Abril de 2006. Universidade do Minho

GPPAA- MADRP. 2005. Biomassa e Energias Renováveis na Agricultura Pescas e Florestas.

Bioetanol PJ - 19.50 GPPAA- MADRP. 2005. Biomassa e Energias Renováveis na Agricultura Pescas e Florestas.

(17)

P re ç o p o r u n id a d e i n s ta la d a d a t e c n o lo g ia ( e n ã o p o r u n id a d e P re ç o p o r u n id a d e i n s ta la d a d a t e c n o lo g ia ( e n ã o p o r u n id a d e d e e n e rg ia p ro d u z id a p e la t e c n o lo g ia )

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Pressupostos tecnológicos

Curva de custos da tecnologia: caso do solar

Tipologia de tecnologia ‘10 – ‘15 ‘15 – ’20 ‘20 – ’50 Silício cristalino 17% 19% 21% Filmes Finos 12% 14% 16% CPV 23% 30% CSP Torre 20% Cilindro Parabólico 15% Discos 25% Eficiências da tecnologia

Fonte PV e CPV: IEA- Technology Roadmap Solar photovoltaic energy 2010; Magpower;

Fonte CSP: Valores 2010 - IEA, 2010 “Technology Roadmap, Concentrating Solar Power” -International Energy Agency, 2010.

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Tecnologia Fonte

Solar

PV Silicío cristalino (plant size, roof panel), PV Filmes finos (plant size, roof panel), CPV

CSP: Torre, Cilindro parabólico, Discos

LNEG, 2010 (A. Joyce e F. Mendes)

MagPower, 2010 (P. Falcão e Cunha)

Matifer Solar, 2010 (J. Carlos Amador)

Ao Sol, 2010 (Collares Pereira)

Agência Internacional de Energia, 2008

Eólica

Onshore

Ofsshore: Monopiles, Jackeys, Floating Microéolica

LNEG, 2010 (A. Estanqueiro)

APREN, 2010 (Sá da Costa)

Agência Internacional de Energia, 2008 Oceânica Ondas

Marés

WavEC – Wave Energy Center, 2010 (A. Sarmento e A. Raventos)

Pressupostos tecnológicos

19

Hidrogénio

Produção: H2 production electrolyser, H2 production biomass gasification…

Uso final: Fuel cell PEMFC peak boiler, MICRO CHP fuel cell…

Projecto Europeu Cascade-Mints, 2005.

Projecto EDEN

E3GERMANY e E3SPAIN Biomassa Steam turbine wood, steam turbine SW, Gasification,

Descentralized wood, gasification CO2seq. Wood…

Projecto Europeu RES2020, 2009

Portucel Soporcel, Julho 2010 (J. Ricardo Rodrigues) Geotermia Ground heat pump with electric boiler, Heat exchanger GEO,

Geothermal Hot Dry Rock…

Univ. Coimbra, 2010 (L. Neves)

Projecto Europeu RES2020, 2009 Mobilidade

Rodoviária Eléctrica

Veículo eléctrico: 15kWh, 30kWh, 60kWh Veículo híbrido plug-in: gasolina, gasóleo

MOBI.E, 2010 (L. Reis) EU – ETCACC, 2009 EU – iTREN, 2008 Outras (Fósseis, Biocombustíveis, Smart-grids Cogeração…)

Super Critical Steam Turbine - Coal CCS, IGCC- Coal CCS, CC- Gas CCS, Biodiesel production from oil seeds, FT-diesel production from woody biomass, CHP: Combined Cycle condensing Gas, CHP Solid oxide fuel cell Gas…

EDP, 2010 (P. Neves Ferreira)

GALP Inovação, 2010 (N. Mendes, Cancella Abreu)

COGEN, 2010 (A. Brandão Pinto)

INESC Porto, 2010 (P. Lopes, M. Matos)

(20)

Modelo TIMES

o modelo de optimização TIMES opera configurando o sistema energético ao longo de um determinado horizonte temporal de modo a satisfazer a procura energética e

simultaneamente um conjunto de restrições impostas a um custo total mínimo do

sistema. Deste modo, o modelo encontra a solução tecnológica de menor custo para

satisfação da procura de energia

é um modelo bottom-up, de base tecnológica, linear, e de equilíbrio parcial e

dinâmico.

20

é um modelo que funciona com equilíbrio parcial para o mercado energético, ou seja, o modelo processa fluxos de energia e materiais bem como os seus custos de modo a que, aos custos ‘assumidos’ pelo modelo, os fornecedores de energia produzem exactamente as quantidades que os consumidores estão dispostos a comprar o que permite a maximização do benefício líquido total, isto é, a maximização da soma dos benefícios líquidos dos

produtores e dos consumidores. No TIMES, os produtores são tecnologias que produzem um determinado bem enquanto que os consumidores são tecnologias ou a procura de

determinado bem.

é um modelo de equilíbrio dinâmico já que todas as decisões de investimento feitas num determinado período têm em conta o conhecimento dos parâmetros, presentes e futuros em todo o horizonte temporal analisado

(21)

TIMES_PT

Preços de importação de energia Crude, gás natural, carvão, biomassa… Projecções da procura

energia & materiais

Tecnologias M in im iz a r o s cu st o s to ta is Emissões Custos Capacidade instalada Oferta E primária: refinação, Transportes: rodoviário passageiros – carros, autocarros e motos, rodoviário mercadorias, ferroviário, aviação, marítimo, fluvial

Indústria: Fe&Aço; não

Inputs Sistema energético modelado Outputs

Tecnologias (existentes e novas) Capacidade, disponibilidade, eficiência, tempo de vida, custos, factores de emissão Potenciais nacionais de energia primária

hídrica, vento, solar, biomassa Restrições de Política e outras Limites de emissão, taxas, subsidios, M in im iz a r o s cu st o s to ta is d o s is te m a Preços de energia final Fluxos de materiais e energia Combinação óptima de tecnologias de oferta e procura de energia refinação, importações e renováveis Geração de electricidade

Indústria: Fe&Aço; não

Fe;Cl&NH4+_{; Outra Química.;} Cimento; Cal; Vidro; Cerâmica; Pasta de Papel e

papel; Outras

Residencial: Novos & Exist.

-Rural/ Urbano /Apartmentos

Comercial: Grande e

Pequeno

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Pontos de partida

A eficiência energética não foi considerada como um vector a estudar em detalhe (fora do âmbito do estudo);

Não são modelados mercados – consideram-se custos e não preços;

Não se consideram equilíbrios de oferta e procura a nível horário – apenas dia, noite e ponta para as quatro estações do ano;

Não se consideram outras externalidades (ambientais) que não as emissões de GEE;

Nuclear não é considerado – apenas recursos endógenos;

Não se acomodam endogenamente comportamentos dos consumidores como trocas modais – a decisão é sempre feita com base no custo-eficácia das tecnologias energéticas (€/unidade de serviços de energia satisfeita);

Assume-se que o sistema eléctrico nacional está isolado – o saldo de importações é nulo a partir de 2025.

(23)

Workflow metodológico

Cenários de

desenvolvimento para o País. Evolução parâmetros

macroeconómicos e demográficos

Preços de energia primária

Potenciais energéticos endógenos. Caracterização de tecnologias energéticas

2005

2050

Consumo de energia final e primária. Participação de renováveis. Consumo dos sectores de actividade. Mix tecnológico. Emissões de

GEE.

Cenários de Modelação

Cenários Análise

•Sem restrição emissões GEE •-50% emissões em 2050 /1990 •Incentivos de política a

diferentes opções tecnológicas

Cenários Macro -económicos >Conservador >Fénix TIMES_PT (sistema energético) Procura de Serviços de Energia Condições de Política Cenários Procura •Conservador •Fénix

(24)

24

(25)

Cenários sócio-económicos para 2050

cenário conservador cenário fénix

Manutenção do modelo de desenvolvimento dos últimos 15 anos: investimento em bens não transaccionáveis, crescimento económico lento.

Redução do peso da Indústria no PIB e aumento do peso dos Serviços no PIB, devido ao crescimento de serviços de entretenimento e lazer.

Decréscimo da População residente: cenário Baixo do

Renascimento da economia: investimento na produção de bens transaccionáveis e em serviços de valor acrescentado.

Aumento do peso da indústria no PIB (e.g. actividades mais exigentes em competências e conhecimentos) e decréscimo do peso relativo dos Serviços

Aumento da População (cenário Elevado do INEa₎ Decréscimo da População residente: cenário Baixo do

INEa

Manutenção do transporte em viatura individual e rodoviário de mercadorias.

Aumento da População (cenário Elevado do INE ) devido a uma maior atracção de emigrantes e níveis de fecundidade mais elevados.

Menor dependência do transporte [rodoviário] individual. Reforço do papel do transporte ferroviário no trânsito nacional de mercadorias

a _{INE. 2009. Projecções de população residente em Portugal 2008-2060. Instituto Nacional de Estatística. Março de 2009. Lisboa.}

Narrativas foram discutidas com o DPPRI-MAOTDR, e aproximadas aos cenários de modelos de desenvolvimento recentemente apresentados para Portugal (PORTUGAL 2025 – QUE FUNÇÕES NO ESPAÇO EUROPEU? PROSPECTIVA E PLANEAMENTO, Vol. 16−2009, José Félix Ribeiro, Departamento de Prospectiva e Planeamento e Relações Internacionais).

(26)

8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 m il h õ e s d e p e ss o a s PIB População

Cenários sócio-económicos para 2050

0.1% -0.2% -0.5% 0.3% 0.3% 0.2% 0 50 100 150 200 250 300 350 1 0 ^ 9 € 2 0 0 0 0.7% 1.0% 1.0% 1.3% 2.2% 2.5% 8,0 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

Histórico Conservador Fénix

Indicador Unidade 2005 2010 2020 2030 2040 2050

PIB/capita 1000€₂₀₀₀/hab 12.80 12.1 13.4 15.1 17.2 20.1

12.1 14.1 16.9 20.7 26.1

Nos gráficos, taxas de crescimento anual para o quinquénio anterior à data indicada (‘05-’20, ‘20-’35,’35-’50)

Nota: As taxas de crescimento do PIB até 2015 seguem as previsões do FMI. A partir desta data foi considerado um aumento linear até ao valor de crescimento de 1.56% (‘46/50) equivalente ao valor mais baixo no perído num intervalo de confiança de 95% do random walk efectuado com dados do PIB/per capita desde 1960

0

1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

(27)

100 120 140 160 180 2 0 0 0 )

evolução do VAB sectorial

1.5% 2.3% 1.3% 2.0% 1.2% Contribuição (%) sectorial para o VAB total

Cenários sócio-económicos para 2050

Cenário Conservador Cenário Fénix Serviços 2,3% 73,6% 2,2% 2,7% 19,2% 2009 _Agricultura, Silvicultura e Pesca Serviços e Adm. Pública Transportes Electricidade, gás e vapor 0 20 40 60 80 100 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 V A B ( 1 0 3 € 2 0 0 0 )

Nos gráficos, taxas de crescimento anual para o quinquénio anterior à data indicada (‘05-’20, ’20-’35, ‘35-’50)

1.1% 2.9% 0.9% 2.6% -0.3% 1.1% 1.4% 2050: Conservador 2050: Fénix Indústria Agricultura Indústria 2,4% 75,0% 2,6% 3,3% 16,7% 3,0% 66,3% 2,4% 3,3% 25,0%

(28)

Cenários de procura de serviços de energia

Procura de usos finais de energia nos edifícios (Domésticos e Serviços)

Procura de energia e materiais na Indústria

Conservador Fénix 150 160 170 180 190 ín d ic e ( 2 0 0 5 = 1 0 0 )

Conservador Fénix Arref.

Espaços Iluminação Aquec. Equip. Eléctricos 60 80 100 120 140 160 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 ín d ic e 2 0 0 5 = 1 0 0 Energia Materiais Conservador Fénix 90 100 110 120 130 140 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 ín d ic e ( 2 0 0 5 = 1 0 0 ) Água Quente Aquec. Espaços Cozinha

(29)

Procura de mobilidade

Cenários de procura de serviços de energia

Procura de passageiros/modo 200 225 250 (2 0 0 5 = 1 0 0 ) tkm Conservador Fénix 100 125 150 175 200 225 250 Ín d ic e ( 2 0 0 5 = 1 0 0 ) Conservador Fénix Colectivo Individual Procura de mercadorias/modo 100 125 150 175 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Ín d ic e (2 0 0 5 = 1 0 0 ) pkm 100 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 100 150 200 250 300 350 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Ín d ic e (2 0 0 5 = 1 0 0 ) Conservador Fénix Ferroviário Rodoviário

(30)

Outros pressupostos

Hidraulicidade média (ano médio, e.g. 2001, IPH=0.885);

Incluídos “factores de inércia” assegurando a manutenção de diversos usos e formas de energia final para satisfação dos serviços de energia nos edifícios existentes e na indústria aplicados até 2025-2030;

Limite máximo ao crescimento de novas cogerações na indústria. Baseado em previsões da COGEN Portugal (2020: 45% da electricidade consumida na indústria provém de cogeração);

provém de cogeração);

Limite a 85% do uso de gás natural nos sectores doméstico e terciário;

Potencial de CCS de 5 000 Gg (cerca de 6% das emissões previstas pelo PNAC para 2020)

(31)

Objectivos de política energética nacional

Capacidade total imposta com investimentos decididos em construção/projectados (GW)

Hídrica

2010: 4.902; 2015: 6.83; 2020: 8.621 GW 2010: Picote. Bemposta. Alqueva e mini-hídricas; 2015:

Picote II, Bemposta II, Alqueva II, Ribeiradio, Baixo Sabor, Venda Nova III, Foz Tua.

2020: Fridão, Alvito, Salamonde II, Paradela II e mini-hidricas

2010: 3.036 [Tapada do Outeiro e Ribatejo (2.166) + 2

Integração de política energética no modelo TIMES_PT:

Capacidade instalada no parque

electroprodutor em Janeiro de 2010 + Instalações em construção e projectadas;

Não foram consideradas as seguintes

instalações do PNBEPH: Gouvães; Paradoselos; Vidago; Pinhosão; Girabolos; Almorol;

Outros pressupostos

Gás não CHP

2010: 3.036 [Tapada do Outeiro e Ribatejo (2.166) + 2 grupos de Lares (0.860)];

2015: 3.820 [(+2 grupos Pego (0.784)];

Eólica on-shore 2010: 4.5; 2015: 5.1;

Eólica off-shore 2010: 0; 2015: 0;

Biogás 2010: 0.05;

Solar PV Roof Panel 2010: 0.019

Solar PV Plant Size 2010: 0.077 2015: 0,082 (c/PIP)

Solar Termico concentrado 2015: 0.029 (PIP)

Ondas 2010: 0.0042; 2015: 0.0042;

Biomassa não CHP 2010: 0.1; 2015: 0.1;

Resíduos 2010: 0.16; 2015: 0.16;

Carvão 2010. 2015. 2020: 1.78

Vidago; Pinhosão; Girabolos; Almorol;

Não foram considerados os Grupos de GN-CCGT de Sines e Lavos, com 0,392 GW cada;

Desactivação da central de Sines em 2020;

São considerados os objectivos do PNAEE para 2015 no que respeita a edifícios (solar térmico, isolamento e equipamentos eléctricos);

Não existe custo de emissão de CO2

Não são consideradas metas de E-FRE ou

(32)

quadro de modelação

32

*Nota: Cenário -50% 2025/1990: tecto de emissões GEE em 2020 equivalente a +27%/1990 e evolução linear até -50% em 2050

(33)

tecto de emissões GEE

Definição do tecto de CO2e [sistema energético] | cenários -50

6.43 tCO2/capita C: 4.91 tCO2/capita F: 4.74 tCO2/capita 33 4.4 tCO2/capita C: 2.40 tCO2/capita F: 1.86 tCO2/capita

emissões UE15 em 2008: 8.41 tCO2/capita

(34)

34

(35)

energia primária | impacto tecto GEE

1.96 tep/hab. 2.49 tep/hab. 2.79 tep/hab. -50C 35 1.74 tep/hab. 2.49 tep/hab. 1.64 tep/hab. -50F

(36)

energia final | evolução consumo electricidade

C F 8.36 MWh/hab. 8.75 MWh/hab. 9.46 MWh/hab. 5.55 MWh/hab. 36 4.29 MWh/hab.

consumo electricidade UE15 em 2008: 6.36 MWh/hab.

4.50 MWh/hab.

6.71 MWh/hab. 5.25 MWh/hab.

(37)

energia final | edifícios

[% de Renováveis (biomassa, solar e geotermia)]

[21%] [21%] [17%] [17%] [17%] [18%]

37

(38)

tecnologias de aquecimento de água |edifícios

38

SOLAR TÉRMICO

Em 2020, em todos os cenários, atinge o máximo do potencial nos sectores Residencial e Serviços.

Em 2030 e 2050 continua no máx no residencial, mas não nos serviços. [Em 2050, a indústria com tecto de GEE atinge o máximo]

(39)

Rodoviário individual 45% gasóleo 54% gasolina 56% emissões do sector Rod. Mercadorias 100% gasóleo 39% emissões sector

x 1.95

energia final | transportes

2050 F 2005 Rodoviário individual 25% gasóleo 35% gasolina 40% biocombustíveis 0% electricidade

38% emissões dos transportes

Rod. Mercadorias 100% gasóleo 58% emissões TRA 39 Rodoviário individual 6% gasóleo 35% gasolina 48% biocombustíveis 12% electricidade

80% emissões dos transportes

Rod. Mercadorias 43% biocombustíveis 57% H2 1% emissões TRA

x 1.62

58% emissões TRA 2050 -50F

(40)

sector electroprodutor | capacidade instalada

(41)

curva de oferta tecnologias de geração de electricidade em 2050

obrigatoriedade de pelo menos 30% da electricidade fóssil centralizada

€₂₀₀₀/kWh= custo investimento /tempo vida + custos fixos de O&M + custos variáveis O&M + custo combustível (custo-eficácia)

41

Cenário F (sem tecto de emissões de GEE) Cenário -50F (com tecto de emissões de GEE)

PV centralizada

(42)

42

5.

A

VALIAÇÃO DE TECNOLOGIAS E IMPACTO NO SISTEMA

ENERGÉTICO

2005-2050

(43)

Pressupostos e condições para análise

Objectivo:

►Avaliar competitividade de vectores energéticos endógenos com base exclusivamente no seu custo-eficácia ►Não considera qualquer objectivo de política ou incentivos

Vectores analisados em detalhe:

►Tecnologias para geração de electricidade a partir do recurso solar

►Tecnologias para geração de electricidade a partir de ondas e eólica offshore ►Veículo eléctrico

43

Condições para análise:

►Consideração da evolução dos custos de investimento mais acelerada do que o previsto nas actuais curvas

de custo para as tecnologias existentes - ensaio de uma redução sucessiva dos custos de investimento (ex. em -10% | -30% | - 50% face à curva expectável de evolução)

►variação de outras condições específicas no caso do veículo eléctrico ►Veículo eléctrico

Outros vectores analisados :

►Tecnologias para geração de electricidade a partir de recursos hídricos, eólica onshore, geotérmica, biomassa,

(44)

geração de electricidade com recurso ao solar

Máximo técnico exequível: 9.3 GW PV e n.d. CSP

[tecnologia PV centralizado/filmes finos e CSP]

44

Em 2050 até 51% GW totais e até 34% TWh totais

(45)

geração de electricidade com recurso à eólica

offshore

[tecnologia floating] Máximo técnico exequível: 10 GW

45

(-50Fefre) (-50Fefre)

Fefre Fefre

Em 2050 até 11% GW totais e até 7% TWh totais

(46)

geração de electricidade com recurso às ondas

Máximo técnico exequível: 7.7 GW

[tecnologia genérica de ondas]

46

Em 2050 até 15% GW totais e 16% TWh totais

(-50Fefre) (-50Fefre)

(47)

geração de electricidade a partir de recursos

hídricos

[tecnologia fio de água e albufeira com bombagem quando aplicável]

47

2050 até 43% GW totais e até 19% TWh totais

(48)

geração de electricidade com recurso à eólica

onshore

[tecnologia actual com maior disponibilidade anual]

48

(49)

veículo eléctrico

49

(50)

dependência externa de energia

2005

87%

_77%

sem tecto GEE, + backup fóssil [C/F]

77%

tecto de GEE + backup de fóssil [-50C/-50F]

2020

2050

70/72%

66/58%

50

70/72%

sem tecto de GEE + sem backup de fóssil [Cefre/Fefre]

62/69%

70/72%

tecto de GEE + sem backup de fóssil [-50Cefre/-50Fefre]

57/54%

ensaio competitividade com e sem tecto de GEE + com backup de fóssil [cenários F]

(51)

51

(52)

Eólica e hídrica - tecnologias maduras no curto prazo - podem atingir o máximo do recurso disponível

2009: 34% do total de electricidade produzida no País,

podem atingir, em hidraulicidade média, 60% num cenário com tecto de emissões, e 80% se o sistema admitir a entrada maciça da electricidade renovável.

Tecnologias solares para produção de electricidade - fase inicial no mercado

Tecnologia de PV centralizada/filmes finos surge em 2035-2045, se: não existir

Mensagens-chave

52

Tecnologia de PV centralizada/filmes finos surge em 2035-2045, se: não existir obrigatoriedade de produção fóssil e existência de um tecto de emissões e uma redução de custos de investimento até 50%;

O Termoeléctrico solar é a tecnologia mais competitiva a seguir, com muito potencial mas carece de uma redução muito significativa dos seus custos.

O Solar térmico é competitivo já 2020, para aquecimento de águas (substitui GPL e GN), e aquecimento de espaços, neste caso juntamente com bombas de calor

(incluindo com recurso à geotermia). O solar térmico é uma opção custo-eficaz, mesmo em cenários sem restrição de emissões de CO2.

(53)

As ondas e eólica off-shore surgem a partir de 2035 o que indicia condições de custo-eficácia para a sua competitividade, sobretudo face às CCGT a gás natural, se Portugal adoptar um tecto agressivo de emissões de carbono ou se o sistema eléctrico evoluir para a libertação de uma base centralizada de origem fóssil.

O Veículo Eléctrico (VE) tem como condicionante estrutural à sua penetração o tipo

mobilidade: curta vs longa distância, perdendo competitividade face aos biocombustíveis, mais competitivos e neutros em carbono; se assegurada a longa distância:

Mensagens-chave

53

competitivos e neutros em carbono; se assegurada a longa distância:

Um tecto de emissões de carbono viabiliza a entrada do VE no longo prazo (devido aos elevados custos), podendo alcançar cerca de 40 % a 50% do parque automóvel nacional.

Será necessária uma redução do seu custo em, pelo menos 30%, para que se torne

competitivo em 2030, em simultâneo com um tecto de emissões de carbono. O aumento de eficiência promovido pelo VE tem um impacto na redução da dependência externa podendo-se atingir valores de 52% em 2050.

Dependência energética: 87% em 2005 77% em 2020 52% e 70% em 2050; a redução abaixo dos 50% só será possível com uma forte aposta em eficiência energética.