Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável

1. Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável ENERGIA Decio Cicone Junior

2. Perspectiva do Palestra • Histórico e Formas de Energia • Conceitos para análise do segmento energético (balanço, matriz) • Formas de energia, valores numéricos e sua importância relativa • Situação em diferentes níveis (mundial, regional e nacional) • Análise econômica e perspectivas de futuro • Energia num contexto de desenvolvimento sustentável.

3. INTRODUÇÃO E HISTóRICO DO USO DA ENERGIA • Energia: presente no uso de equipamentos, movimentos corporais, criação e manutenção da Vida • Perspectiva adotada: Energia em relação à sociedade como um todo, contribuindo para o bem-estar da Humanidade. • Séc IV a.C. - “Energia” / realidade em movimento – Aristóteles • Séc XIX - Física / Termodinâmica : “ Energia é a capacidade de efetuar trabalho” • 1872 - “Energia é aquilo que permite uma mudança na configuração de um sistema, em oposição a uma força que resiste a essa mudança” (Maxwell).

4. HISTÓRICO • 1000000 anos - alimentos - 2000 kcal/dia • 100000 anos - queimava madeira para aquecer/cozinhar • 5000 AC - Mesopotâmia- agricultura - tração animal • 1400 AC - Noroeste Europa - carvão/aquecimento, força da água/vento e transporte animal • Inglaterra - 1875 - Revolução industrial - máquinas a vapor • final do século 19/início 20 - Eletricidade/Petróleo • década de 40/50 - usinas nucleares • solar fotovoltaica - célula de combustível -60/70 • Homem Tecnológico - 1970 - homem - 230000 kcal/dia

5. Tabela 3.1. Unidades de energia, trabalho e potência.

6. Histórico do usoEnergia do vento • 4500 a.C. - Navegação à vela no rio Nilo • 1700 a.C. - Bombeamento de água na Pérsia • 600a.C. - Moinhos para irrigação na Babilônia • Século I-II A.D. - Moagem de grãos • 1105 - Primeiro moinho de eixo horizontal na Europa (França) • 1582 - Extração de óleo de azeitonas • Século XVII - Veículos com velas na China • 1888 - Primeiro cata-vento para gerar energia elétrica nos EUA • 1958 - Aerogerador conectado à rede elétrica

7. Energia hídrica • Século II a.C. - É inventado o aproveitamento hidráulico • Século I a.C. - Moinhos operando em Roma • 310 - Grande complexo de moinhos na França • Século X - Moinhos industriais na França e Alemanha • 1878 - Primeira usina hidrelétrica do mundo Energia maremotriz • Século X - Primeiras referências do uso das marés • 1290 - Moinhos em Portugal • Século XVIII - Suprimento de água em Londres, com moinhos

8. Energia solar • 640 a.C. - chama eterna na Grécia, por concentração dos raios solares • 1769 - 160°C produzidos com efeito estufa na França • 1878 - Prensa acionada por uma máquina a vapor de fonte solar • 1913 - Bomba de irrigação com captadores solares planos (Egito) • 1951 - 50 000 aquecedores solares em Miami, EUA • 1968 - Forno solar de até 3500°C na França • 1931 - Células fotovoltaicas inventadas nos EUA • 1955 - Terminal de comunicações terrestres nos EUA • 1957 - Satélites espaciais com geração FV • 1981 - Central elétrica FV nos EUA (250 kW).

9. Carvão • 1100a.C. - extraído e usado na China; Século XIII, os Hopis, na América, o consideram um recurso importante • Século XVIII - Patente para coqueificar a hulha na Inglaterra • 1587 - Na Inglaterra, inicia-se o uso do coque para aquecimento • 1691 - Gás de carvão é utilizado para iluminação, na Irlanda • 1790 - A máquina a vapor começa a ser comercializada • 1803 - Primeira locomotiva a vapor

10. Petróleo • 6000 a.C. - O asfalto é usado pelos sumérios • 2000 a.C. - Petróleo cru é utilizado como combustível • 400 a.C. - É extraído de poço e destilado para iluminação na Grécia • Século XII - Poço em Baku • 1694 - Obtenção a partir do betume e do carvão • 1859 - Nasce a indústria do petróleo • 1865 - primeiro oleoduto • 1973 - Primeira crise mundial do petróleo • 1979 - Segunda crise do petróleo

11. Gás natural • 3000 a.C. - 1a referência histórica a fogos eternos • 2000 a.C. - Primeiro uso como combustível no Oriente Médio • 1000 a.C. - China : aquecimento, iluminação, dutos de bambu e perfurações • 60-140 - mencionado por Plutarco • 1536 - existência mencionada na Venezuela • 1821 - Descobertos usos modernos nos EUA • 1941 - Primeira planta de liquefação nos EUA • 1959 - Início do transporte marítimo do GN liquefeito (metaneiros)

12. Nuclear • 1840 - O urânio é separado como elemento isolado • 1934 - É descoberta a radioatividade artificial • 1939 - É descoberta a fissão, na Alemanha • 1942 - Fermi faz a primeira reação em cadeia, nos EUA • 1954 - Primeira central núcleo-elétrica, na URSS • 1956 - Primeira central comercial na Inglaterra • 1973 - Início da produção do primeiro reator PWR, nos EUA(1000 MW) • 1991 - Maior central nuclear de reator rápido na URSS (BN 1 600 de 1600 MW)

13. Algumas utilizações energéticas das fontes citadas • Iluminação: • sem data conhecida, com o uso da lenha, óleos e graxas, vegetais e animais; • 1000 a.C., com gás natural, na China; • 400, com petróleo, na Grécia, Século I, com cera, em Roma; • 1792, com gás elaborado, na Inglaterra; • 1842, primeira demonstração de iluminação com energia elétrica na França; • 1847, com petróleo parafinado para iluminação nos EUA; • 1879, generalização do uso da energia elétrica para iluminação.

14. Acionamento mecânico: • 2600 a.C., máquina solar para levantar monólitos no Egito; • Século I, a roda de vapor, em Alexandria; • 1644, evidenciada e medida a pressão atmosférica; • 1721, construída uma máquina atmosférica comercial (0,5% de rendimento); • 1769, carruagem movida por vapor; • 1776, provas do primeiro barco a vapor, no Sena; • 1784, máquina comercial a vapor, de Watt (3% de rendimento); • 1814, turbina a vapor; • 1824, 2° princípio da termodinâmica formulado por Carnot; • 1857, nova máquina a vapor (5% de rendimento); • 1864, veículo com motor a gasolina (Áustria); • 1873, protótipo de motor acionado com componentes pesados do petróleo nos EUA; • 1894, turbina a vapor para barcos; • 1908, turbina a gás; • 1937, motor a reação, na Alemanha e Inglaterra.

15. FORMAS DE ENERGIA Energia não pode ser criada : transferida por processos de conversão. • Fenômenos energéticos: • Produto de uma variável extensiva* x uma variável de desequilíbrio** * cujo módulo depende da quantidade apresentada **que expressa uma potencialidade de conversão entra formas energéticas. • As formas mais comuns em que a energia é encontrada são: • atômica ou nuclear: essencial p/ conversão no Universo(sol); fusão; fissão • química: combustão em motores • elétrica: iluminação; eletrodomésticos; acionamento industrial • térmica:condução;convecção ou radiação térmica • mecânica:potencial e cinética • magnética: campos magnéticos.

16. Tabela 3.2. Energia disponível em processos reais.

17. BALANÇO ENERGÉTICO • Conjunto de dados registrados para um dado país, ou região, sobre o modo como as diversas fontes de energia foram utilizadas pelos diversos setores da sociedade, em um dado ano de avaliação. SINTESE DO BALANÇO ENERGÉTICO MUNDIAL • O balanço energético mundial dá uma noção de ordem de grandeza e da distribuição da oferta e dos usos da energia. Contextualiza o balanço brasileiro, localizando-o e mostrando a sua relevância.

18. Tabela 3.3. Balanço Energético Mundial simplificado de 2000.(EJ)

19. SINTESE DO BALANÇO ENERGÉTICO BRASILEIROTabela 3.4. Consumo de energia brasileiro em 2002 (em tep). Fonte: Ministério das Minas e Energia, Balanço Energético Brasileiro (2003).

20. Fonte: Ministério das Minas e Energia, Balanço Energético Brasileiro (2002).

21. Tabela 3.5. Síntese do balanço energético brasileiro.

23. Notas: b/dia=barris por dia; bep=barril equivalente de petróleo Fonte:Ministério de Minas e Energia, BEN, 2002.

24. MATRIZ ENERGÉTICA • A matriz energética é uma fotografia da distribuição realdo aproveitamento dos recursos energéticos dentro de um país, região ou no mundo. Sua determinação está diretamente vinculada ao balanço energético e sua aplicação consiste em estudos setoriais que têm por finalidade apresentar a evolução da demanda e da oferta de energia de um país, região ou todo o mundo. • Tomando, em geral, um ano como base e analisando um cenário especifico, pode-se projetar, através da matriz energética, num período determinado de tempo como deve ser o desenvolvimento energético de uma região nesse intervalo de tempo. A construção da matriz é feita levando em consideração os diversos setores de produção, industrial, residencial, agropecuário e de serviços do lado da demanda e, do lado da oferta os centros de transformação das principais fontes de energia.

25. Figura 3.1. Oferta Mundial de Energia por Fonte. Fonte:Ministério de Minas e Energia, BEN, 2003.

26. Figura 3.2. Oferta Mundial de Energia por Região (*). Fonte:Ministério de Minas e Energia, BEN, 2002.

27. Figura 3.3. Consumo Mundial de Energia por Fonte. Fonte:Ministério de Minas e Energia, BEN, 2002.

28. A MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA • O balanço energético, mostra as inter-relações entre: • Oferta • Transformação • Uso final de energia Cujo foco principal é o planejamento energético. A matriz energética é o resultado dos fluxos energéticos das fontes primárias e secundárias de energia, desde a produção até o consumo final.

29. Cenários , estratégias energéticas e planejamento energéticos englobam aspectos: • Energéticos • Estrutura da demanda • Conteúdo energético da produção • Reservas naturais • Recursos naturais energéticos • Tecnologias de exploração • Importação e exportação de energéticos • Produção de energia primária • Produção dos centros de transformação • Consumo de energia pelos setores da sociedade • Consumo de energia útil por setor e por fonte • Destino da energia útil por setor e por serviço • Preços e tarifas do setor energético • Custos de produção, transporte e armazenamento

30. Sócio-econômicos • População (rural, urbana, economicamente ativa, por faixa etária, crescimento, migração) • Renda (estrutura e distribuição; emprego, salário e consumo; estrutura e produção industrial) • Estrutura e produção agrária • Estrutura viária (rodovias, ferrovias, hidrovias e rotas aéreas) • Transporte de carga e passageiros • Densidade demográfica • Ambientais • Níveis de poluição do ar e do solo • Níveis de poluição sonora dos espaços urbanos • Indicadores geofísicos (clima, relevo, temperatura, bacias hidrográficas, rios, caracterização do solo, etc.) • Áreas inundadas por hidrelétricas • Nível de desmatamento

31. Tabela 3.6. Emissões de CO2 segundo o cenário de desenvolvimento sustentável. Fonte: A Matriz Energética Brasileira na Virada do Milênio, 1998.

32. Tabela 3.7. Demanda total de energia por fonte (x103 tep). Fonte: A Matriz Energética Brasileira na Virada do Milênio, 1998.

33. Tabela 3.8. Taxa de crescimento anual da demanda (1995-2010) Fonte: A Matriz Energética Brasileira na Virada do Milênio, 1998.

34. Tabela 3.9. Projeção da oferta de energia para diversas fontes de energia até 2010. Fonte: A Matriz Energética na Virada do Milênio, 1998.

35. PROBLEMÁTICA ECONÔMICA DA ENERGIA • Preços altos de energia/aumento de importações/conseqüências • Economia • Níveis de emprego e bem-estar social • Exportadores (se beneficiam com altos preços da mesma) • Incentivo para a exploração e desenvolvimento de fontes adicionais • Fomentam a inovação • Encorajam programas de eficiência energética Enquanto alguns impactos causados pelos preços da energia são razoavelmente estáveis, outros são bem transitórios. No Japão e nos países da OCDE, por exemplo, os altos preços da energia tiveram pouco impacto sobre o desenvolvimento da economia. Em contrapartida, a alta do preço do petróleo nos anos 70 afetou o crescimento da economia em todos os países importadores. Isso talvez mostre que a economia é mais sensível a mudanças de preço do que a níveis altos de preço.

36. Integração energética • A América Latina em números

37. São Paulo, agosto de 2003

40. Alíquotas impostas e alíquotas enfrentadas pelos países

41. Componente 1997 1998 1999 2000 Esperança de vida ao nascer (%) 67,78 68,04 68,4 68,55 Taxa de alfabetização (%) 85,3 86,2 86,7 86,3 Taxa combinada de matricula (%) 78,9 83 84,6 84,6 PIB real per capita (US$ PPC) 6.480 6.625 7.037 7.625 Tab3.11 Evolução dos componentes do IDH no Brasil Energia e desenvolvimento humano Fonte: Relatório do Desenvolvimento Humano 2002

42. Energia e desenvolvimento humano

43. Energia e desenvolvimento humano

44. País Populaçã (x103) PIB/hab (US$) bep/hab bep/US$ (x103) KWh/hab Argentina 37.032 5.574 9,2 1,6 2.030 Bolívia 8.329 890 2,2 2,5 387 Brasil 170.693 3.004 6,3 2,1 1.881 Colômbia 42.321 1.246 3,6 2,9 788 Chile 15.211 3.492 9,4 2,7 2.406 Equador 12.646 1.147 3,6 3.2 624 Paraguai 5.496 1.173 5,3 4,5 815 Peru 25.662 2.120 3,2 1,5 1.924 Uruguai 3.337 3.688 5,4 1,5 1.924 Venezuela 24.170 2.396 11 4.6 2.505 Tabela 3.10 Consumo de energia per capita em alguns países da América do Sul Energia e desenvolvimento humano Fonte: Relatório do Desenvolvimento Humano 2002

45. Energia limpa e sustentável Tabela 3.13. Definindo objetivos, estratégias, políticas e instrumentos políticos

46. Tópicos para debate e apresentação de conclusões pelos grupos • 3.5 – Problemática econômica da energia • 3.6 – Integração Energética • 3.7 – Energia e desenvolvimento humano • 3.8 – Energia limpa e sustentável • O que é ? • Qual a importância ? • Como está a situação brasileira ? • O que fazer para melhorar?