ARTIGO TÉCNICO
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o electricista António C. Andrade Instituto Superior de Engenharia do Porto ata@isep.ipp.pt
estudo do problema energético mundial {ESTUDO DE SOLUÇÕES PARA O CONSUMO DE ENERGIA} O problema energético mundial é dinâmico, o que cria a necessidade de localizar no tempo o estudo que se apresenta neste artigo. No final da primeira década do século XXI, atravessamos um problema energético que é grave, pois a procura crescente de energia por todas as economias e em especial pelas emergentes, provoca uma subida global dos preços internacionais da energia primária disponível. Por outro lado há cada vez mais evidências científicas, de que o sistema energético actual, por libertar grandes quantidades de gases de efeito de estufa (GEE) para a atmosfera, está a provocar mudanças climáticas no nosso planeta, com implicações que actualmente já são visíveis, e que no futuro serão imprevisíveis. Na primeira parte deste artigo são analisados aspectos como: a distribuição do consumo da energia primária no ano de 2007 pelas várias energias primárias e pelas várias regiões do mundo; o aumento do consumo, face ao ano anterior, por tipo e por região; as reservas das principais energias primárias e a sua distribuição pelas várias regiões do mundo. Na segunda parte é realizado o estudo das soluções para mitigar as mudanças climáticas e o problema energético actual. O aumento da eficiência energética, a utilização de combustíveis e a produção de energia eléctrica com baixa ou nula emissão de GEE são a chave para mitigar os dois problemas. Palavras-Chave: Consumo de energia primária, Crise energética, Alterações climáticas, Energias Renováveis, Energia Eólica, Energia Solar.
1› Estudo do problema energético no final da 1ª década do século XXIi 1.1› INTRODUÇÃO Desde sempre o homem necessitou de energia para as suas diversas actividades. Mas se inicialmente as energias que utilizava eram as que disponha na natureza: lenha; força motriz das águas dos rios e do vento, uma nova etapa iniciou com a utilização das energias fosseis como o carvão e o petróleo. A existência na natureza de grandes quantidades de energia de origem fóssil, inicialmente a preços reduzidos, criou segundo diversos autores, uma aceleração do desenvolvimento da actual sociedade humana, atingindo-se actualmente níveis nunca antes alcançados. No final da primeira década do século XXI, atravessamos um problema energético complexo. Por um lado a procura crescente de energia por todas as economias e em especial pelas emergentes, provoca uma subida global dos preços internacionais das energias disponíveis. Por outro lado há cada vez mais evidências científicas, de que o modelo
energético actual, incluindo as actuais tecnologias, por libertarem gases com efeito de estufa (GEE), para a atmosfera, está a provocar mudanças climáticas no nosso planeta, com implicações que actualmente já são visíveis, e que no futuro serão imprevisíveis, devido a estarem a provocar o aumento da temperatura da terra. Estas mudanças climáticas estão a provocar o aumento de fenómenos climáticos adversos como tempestades, secas e inundações. O aumento da temperatura na terra também está a provocar uma perda acelerada das suas massas de gelo conduzindo à subida do nível do mar, pondo em perigo as zonas costeiras e ilhas.
1.2› RECURSOS ENERGÉTICOS 1.2.1› Consumo mundial de energia primária No ano de 2007, o consumo de energia primária foi de 11.099 milhões de toneladas de petróleo equivalente (TEP). Na Fig. 1.1 é apresentado o consumo mundial no ano de 2007, por tipo de energia primária e o correspondente valor percentual em relação ao total (BP, 2008).
Figura 1.1 . Consumo mundial no ano de 2007 das principais energias primárias em milhões de TEP.
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Clientes da EDP
Tipo
Número
MAT AT MT BTE BTN Total
56 216 22518 31.877 5.941.339 5.996.006
Potência Instalada (MW) 2
1
0,5
TOTAL (MW) 0,00368
112 216 11.259
112
216
11.259
117 21.864 21.981
112 216 11.259 117 21.864 33.568
Tabela 2.I . Simulação do potencial teórico disponível para instalar aproveitamento FV usando os telhados, em Portugal.
instalada de 6 MW pico (MARL, 2008). Está nova central já é considerada a maior central FV a ser instalada em ambiente urbano, do mundo. Uma terceira aplicação da energia solar, com crescente aplicação na produção de energia eléctrica, é nas centrais termo solares. A energia solar é aproveitada para aquecer a água ou um fluido, até temperaturas que podem ultrapassar os 500º. As centrais utilizadas são iguais às centrais térmicas a vapor, evitando-se desta forma a queima de combustível. Este tipo de aproveitamento de energia solar tem muito interesse por ocupar áreas que não têm utilidade, como desertos. Actualmente, está em construção a central termo solar de Solana, localizado no Orizona, USA, com uma potência eléctrica instalada de 280 MW (Abengoa, 2008). Dado a disponibilidade de desertos quase em todos os continentes é de esperar que em breve possam mesmo ser ultrapassado 1 GW de potência instalada.
Outras energias renováveis como a biomassa, as energias das ondas, das marés ou correntes oceânicas, irão ter nas próximas décadas um grande incremento dado existir grandes disponibilidades em todo mundo e haver um grande interesse no desenvolvimento das necessárias tecnologias para o seu aproveitamento. O aumento da eficiência energética em toda a cadeia energética, desde a produção até ao consumo de energia eléctrica também é extremamente importante, pois permitirá reduzir o consumo de energia primária. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS — ABENGOA SOLAR. Projects in USA 2008. Disponível em: <www.abengoasolar.com>. Acesso em: 16/11/2008. — BP. BP Statistical Review of World Energy June 2008. Disponível em: <www.bp.com>. Acesso em: 16/11/2008. — ENERGIAS DE PORTUGAL (EDP). EDP Distribuição em Números 2007. Disponível em: <www.edp.pt>. Acesso em: 16/11/2008. — EUROPEAN RENEWABLE ENERGY COUNCIL (EREC). Renewable Energy – The solution to climate change. Disponível em: <www.ren21.net>. Acesso em: 16/11/2008.
2.4› CONCLUSÕES Actualmente há claras evidências científicas que provam que as mudanças climáticas são fruto de actividade do homem e são atribuíveis à emissão de GEE, principalmente produzidas pela utilização de energias fosseis. Os efeitos destas mudanças climáticas já se fazem sentir a nível global e é urgente tomar medidas que possam no mínimo estabilizar os seus efeitos.
— GLOBAL WIND ENERGY COUNCIL (GWEC). Global Wind 2007 Report. Disponível em: <www.gwec.net>. Acesso em: 16/11/2008. — INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE (IPCC). Climate Change 2007: Synthesis Report. Disponível em: <www.ipcc.ch>. Acesso em: 16/11/2008. — MERCADO ABASTECEDOR REGIÃO DE LISBOA (MARL). MARL recebe a maior Central Fotovoltaica do mundo
As energias renováveis são a chave para a mitigação das mudanças climáticas e do problema energético, desde que do ponto de vista dos GEE sejam neutras ou possuam baixo nível de emissão.
em ambiente urbano. Disponível em: <www.marl.pt>. Acesso em: 16/11/2008. — MINISTÉRIO DA ECONOMIA E DA INOVAÇÃO (MEI). Decreto-lei n.º 363/2007 de 2 de Novembro. Disponível
A energia eólica é, neste momento, a mais importante, por estar mais avançada em termos tecnológicos, por ter uma alta fiabilidade e por os parques eólicos já atingirem as centenas de MW. Por estas razões, a energia eólica permite já competir no custo do MWh de energia eléctrica produzida com as tecnologias tradicionais. No fim do ano de 2007 estavam instalados 93,9 GW, estando 54 % localizada na UE. Em 2012 prevê-se chegar aos 240 GW de potência instalada. A energia solar é muito promissora, mas dado o custo unitário por kW instalado ainda não é competitiva. Foi efectuada uma simulação que aponta uma disponibilidade de recurso solar em 33,6 GW pico para instalar aproveitamentos FV nos telhados, em Portugal. Prevê-se na próxima década uma redução substancial do custo do kW pico instalado, viabilizando economicamente este tipo de aproveitamento energético.
em: <http://dre.pt>. Acesso em: 16/11/2008. — PARLAMENTO EUROPEU (PE). Directiva 2001/77/CE de 27 de Setembro de 2001. Disponível em: <http://eurlex.europa.eu>. Acesso em: 16/11/2008. — REDES ENERGÁTICAS NACIONAIS (REN). A energia Eólica em Portugal – 1º Semestre 2008. Disponível em: <www.centrodeinformacao.ren.pt>. Acesso em: 16/11/2008.
i
Este trabalho foi apresentado na II Jornada Luso-Brasileira de Ensino e Tecnologia de Engenharia – JLBE 2009, que decorreu de 10 a 13 de Fevereiro de 2009 no ISEP. ii Este trabalho foi apresentado na II Jornada Luso-Brasileira de Ensino e Tecnologia de Engenharia – JLBE 2009, que decorreu de 10 a 13 de Fevereiro de 2009 no ISEP.