CENA RIOS Chave no Brasil INTEGRADOS DE MITIGAC A O DE SISTEMA ENERGÉTICO DO BRASIL ATE Prof. Roberto Schaeffer, COPPE/UFRJ

CENÁRIOS INTEGRADOS DE MITIGAÇÃO DE

EMISSÕES DE GASES DE EFEITO ESTUFA DO

SISTEMA ENERGÉTICO DO BRASIL ATÉ 2050

Prof. Roberto Schaeffer, COPPE/UFRJ

Brasília, 7 de junho de 2017

Cenários integrados de mitigação de emissões de gases de efeito estufa para o Brasil até 2050

O Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) tem a satisfação de convidá-lo(a) a participar do evento “Cenários integrados de mitigação de emissões de gases de efeito estufa para o Brasil até 2050", que abordará as opções de redução de emissões de gases de efeito estufa, em uma perspectiva integrada dos setores energo-intensivos da economia brasileira.

Programação

Data: 27 de junho de 2016

Local: Auditório do 10º andar / Edifício Ventura (FINEP)

Endereço: Avenida República do Chile, 330 – Centro / Rio de Janeiro

14h00min às 14h15min – Abertura

Jaílson Bittencourt (Secretário de Políticas e Programas de Pesquisa e Desenvolvimento/MCTIC)

14h15min às 14h30min

Objetivos, escopo, construção e integração de cenários de Opções de Mitigação de Emissões de GEE em Setores-Chave no Brasil

Regis Rathmann (Coordenador Técnico do Projeto Opções de Mitigação – CGMC/MCTIC)

14h30min às 16h00min

Cenários integrados de mitigação de emissões de GEE do sistema energético

Roberto Schaeffer e Alexandre Szklo (COPPE/UFRJ)

16h00min às 17h00min

Cenários integrados de mitigação de emissões de GEE para o setor de agricultura, florestas e outros usos do solo (AFOLU)

Britaldo Silveira Soares Filho (CSR/UFMG)

17h00min às 17h45min – Debate 17h45min às 18h00min – Encerramento

Régis Rathmann (Coordenador Técnico do Projeto Opções de Mitigação – CGMC/MCTIC) Moema Corrêa (Diretora Nacional do Projeto Opções de Mitigação – CGMC/MCTIC)

Linha de Base (LB): “passado ajudando a explicar o futuro”

Menor influência de premissas

Menor esforço técnico para elaboração Geralmente conservadora

Mitigação / Baixo Carbono (BC): cenários com esforços de redução de emissões de GEE

Representam os cenários alternativos (Baixo Carbono e Baixo Carbono com Inovação)

Modelo Energético de Otimização

Resultado ótimo: encontra a “melhor” solução

Identifica soluções que maximizem ou minimizem uma função objetivo, sujeitas a restrições

Soluções de mínimo custo para o sistema energético Alocação eficiente dos recursos

Restrição principal: atender demanda

Restrições adicionais podem representar limitações físicas, tecnológicas, econômicas ou de mercado

Restrições também servem para tornar o espaço de soluções possíveis mais realista

Desvantagens:

Soluções de canto, e falta de detecção de falhas de mercado

Cerca de 8.000 tecnologias (> 300 tecnologias de BC) Horizonte de análise: 2010 – 2050 Intervalos de 5 anos Sazonalidade: 12 meses

Curva de carga diária: 24 horas

6 regiões

(transporte de eletricidade e gás)

Otimização: Restrições

Restrições sobre capacidade instalada

Restrições sobre capacidades em construção Restrição sobre uso de uma tecnologia

Restrições de balanço e de participação:

30% de energia renovável

Restrições informativas:

Utilizar ou não tecnologias com CCS

Restrições ambientais

Integração de resultados setoriais ao

Integração de Modelos

Procedimento iterativo de modelagem considerado no projeto

EFES Sectoral Models (Demand) Sectoral Models to MESSAGE MESSAGE Agricultural Sector OTIMIZAGRO $0/tCO2 $25/tCO2 $50/tCO2 $100/tCO2 $0/tCO2 $25/tCO2 $50/tCO2 $100/tCO2 $0/tCO2 $25/tCO2 $50/tCO2 $100/tCO2 $0/tCO2 $25/tCO2 $50/tCO2 $100/tCO2 Added Value

for every carbon cost scenario

Energy Service demand for every carbon cost scenario

Energy and Carbon intensities for every carbon cost scenario

Premissas:

Expansão a mínimo custo Tecnologias disponíveis Sem políticas de mitigação

Ótica setorial domina a modelagem

Restrições garantem trajetória BAU no curto prazo

Consumo de Energia Primária (GWa)

Emissões setoriais de GEE (MtCO₂e)

Resultados – Linha de base

Combustion emissions, waste treatment, processes (energy and industrial facilities) and fugitive emissions of CH4. Not including emissions associated

with land use.

585 789 (+35%) 870 (+49%) 1.162 (+99%)

Legend: Tra = Transport; Ind = Industry; Ene = Energy; EE= Electricity; Agr = Agriculture; Build = Buildings; Proc = Industrial Processes; Waste = Waste; Non-CO2 = Non-CO2 emissions.

Geração Elétrica (TWh)

Premissas para Baixo Carbono (BC_x):

Melhores tecnologias disponíveis

Diversas medidas de eficiência energética e processos produtivos de baixo carbono ( 400 tecnologias de baixo carbono)

Menos restrições em relação a perfil tecnológico Modelo possui maior liberdade de otimização BC₀ =Sem valor de carbono

Opções que seriam potencialmente econômicas, mas não são implementadas devido a barreiras de mercado.

Conjunto de opções de “não arrependimento”

Energia Primária (GWa)

Resultados – BC

Redução das emissões: 22% em 2050

Emissões setoriais

Resultados – BC

Legenda: LB: Cenário de Linha de Base; BC = Cenário de Baixo Carbono; Tra = Transportes; Ind = Indústria; Ene = Energia; EE = Eletricidade; Agr = Agricultura; Edif = Edificações; Proc = Processos Industriais; TratR = Resíduos; NCO2 = Emissões não CO2.

BC

– Industrial - Cimento

Eficiência Energética (ex: Calor)

BC

– Industrial - Química

Eficiência Energética: vapor

Ganhos de eficiência elétrica em edificações e indústria  menor necessidade de expansão de plantas termelétricas a carvão e a gás natural

Ganhos de eficiência na conversão de energia térmica na indústria e refino:

Medidas de custo fixo praticamente nulo, como controle adequado de queima

Medidas de custo fixo baixo, ainda mais quando se considera a reposição de equipamentos em final da vida útil

A partir de 2030, participação maior de VEH na frota de veículos leves, o mesmo ocorrendo para veículos PHEV e BEV a partir de 2040

Mitigação por setor

BC

– Síntese

Resíduos: aterro controlado, recuperação de

metano no aterro, compostagem, biodigestão e incineração eficiente.

Eletricidade: repotenciação de hidrelétricas, cogeração de cana-de-açúcar e menor geração a carvão.

Energia: eficiência energética, especialmente no

E&P

Indústria: substituição de combustíveis, eficiência em

vapor e calor. Principais segmentos: siderurgia, químico e cimento.

Transporte: mudança de modal.

Passageiros: aviões, motos e carros são substituídos por ônibus e comerciais leves.

Carga: transporte rodoviário é substituído por hidroviário.

Serviços: substituição do GLP por gás natural para

BC_x:

Mesmo grau de liberdade tecnológica do BC₀

Onde “x” representa a faixa de custo das medidas de baixo carbono (não se trata de uma taxa de carbono)

Ou seja, BC25 (representa o conjunto de medidas com custo de abatimento negativos, nulos e até US$ 25/tCO₂)

Foram elaborados cenários com custos de redução de emissões até US$ 200/tCO₂

Energia Primária (Mtoe)

Resultados BC

BC_{50 BC}

100

Crescimento consistente da cana de açúcar, diante dos limites de uso do solo e produtividade

Resultados BC

– Emissões de GEE

BC₁₀

BC₅₀ BC₁₀₀

Resultados BC

até 2050

Resultados BC

– rodada 2015

Notar expansão de GD/FV

Geração Elétrica: CCS entra a partir de 40 US$/tCO₂

CCS fóssil

Considerações finais

6/7/2017 34

Considerações finais

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Disponibilidade tecnológica, ou não, de CCS bastante relevante para cenários de alto valor de CO_2.

Em 2030, no cenário de referência, emissões chegam a 870

MtCO_2eq. No cenário BC0, emissões chegam a 770 MtCO_2eq

Considerações finais

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NDC Brasileira (sem AFOLU)

2025: 757 MtCO₂e 2030: 850 MtCO₂e

A recente crise economia brasileira implica que o país provavelmente conseguirá alcançar sua NDC no cenário de referência ou com pouco esforço adicional (BC10). O desafio virá depois… MtCO2 Base 0 5 10 30 50 100 2010 590.4 585.2 585.2 585.2 585.2 585.2 585.2 2015 672.2 681.7 681.7 681.7 681.7 681.5 680.8 2020 686.6 636.8 599.1 597.6 585.4 573.7 540.8 2025 789.2 728.9 628.7 608.7 593.8 573.0 533.9 2030 869.9 769.5 678.0 658.6 634.5 594.3 530.4 2035 955.0 811.1 720.6 701.3 661.3 610.0 532.6 2040 1025.1 841.8 749.3 728.7 678.2 599.2 508.8 2045 1106.3 892.7 782.9 759.7 701.6 610.4 504.8 2050 1162.6 916.8 790.5 791.1 708.4 610.9 483.2 MtCO2 Base 0 5 10 30 50 100 2010 590.4 585.0 585.0 585.0 585.0 585.0 585.0 2015 672.2 675.2 675.2 675.2 675.2 675.0 674.6 2020 686.6 639.6 605.0 601.7 593.2 589.7 572.4 2025 789.2 722.5 652.8 612.2 601.2 591.3 569.5 2030 869.9 761.4 704.7 662.5 644.1 624.2 577.6 2035 955.0 795.5 731.9 708.7 675.9 644.6 588.2 2040 1025.1 837.1 771.9 745.6 701.3 658.0 594.7 2045 1106.3 877.8 808.4 777.4 723.3 678.8 602.6 2050 1162.6 916.9 822.1 811.2 732.2 686.1 597.1 MtCO2 Base 0 5 10 30 50 100 2010 585.2 584.9 584.9 584.9 584.9 584.9 584.9 2015 699.8 701.7 701.8 701.9 702.0 701.8 701.9 2020 765.0 738.9 737.7 735.2 723.8 716.9 702.5 2025 865.4 796.4 796.3 772.8 762.8 754.5 741.7 2030 1015.6 884.7 875.7 846.3 825.1 803.4 770.9 2035 1096.5 941.6 927.1 899.9 859.7 824.7 793.2 2040 1192.2 965.4 948.9 922.7 891.6 847.8 795.8 2045 1316.5 1043.4 1017.2 988.9 954.8 875.6 806.9 2050 1431.8 1116.0 1045.1 1037.0 977.1 888.4 801.2 N o vo C en ár io (I te ra çã o 1 ) N o vo C en ár io (I te ra çã o 0 ) Ro d ad a 20 15 (A n te s d as A n ál is es d e Se n si b ili d ad e) US$/tCO2e REF

Obrigado!

Roberto Schaeffer