RECURSOS ENERGTICOS NATURAIS Aula 3 b Docentes Responsveis

RECURSOS ENERGÉTICOS NATURAIS Aula 3 b Docentes Responsáveis: Prof. Dr. Miguel Edgar Morales Udaeta Prof. Dr. José Aquiles Baesso Grimoni Professores Convidados: Marcelo Aparecido Pelegrini Luiz Henrique Alvez Pazzini André Luiz Veiga Gimenes Mário Fernandes Biague Ricardo Junqueira Fujii Paulo Hélio Kanayama Décio Cicone Jr. 04/10/2006 www. seeds. usp. br Terceiro Período

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Classificação e Abrangência • WEC: – Recursos: ocorrência do material em formas reconhecíveis • Petróleo: toda a quantidade existente no subsolo terrestre – Reservas: parte dos recursos – Prováveis, indicadas, comprovadas, inferidas – Não-descobertas: o restante • Ocorrência convencional e não-convencional 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Departamento Mineral dos EUA – Recursos: concentrações do material em formas em que a extração é potencialmente econômica. – Recursos • Identificados: localização, qualidade e quantidade conhecidas ou estimadas por evidências geológicas – Demonstrados – Inferidos • Não-descobertos: espera-se que existam devido a condições geológicas favoráveis – Reservas: recursos identificados que são economicamente recuperáveis – Outras ocorrências: recursos que a extração é considerada técnica ou economicamente inviável • Recursos não-convencionais 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Reservas de Petróleo • Controvérsias a respeito de avaliações de longo prazo – 1 a: maior parte já foi descoberto – 2 a: reservas têm uma quantidade dinâmica, guiada pela demanda e avanço tecnológico • Ocorrência finita – Desde a metade dos anos 70, poucos novos campos foram descobertos – Reavaliação das reservas já descobertas – Faltam os de mais difícil acesso e menores – 90 % da produção atual é de poços de mais de 20 anos 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Reservas estimadas (EJ – exajoule) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Formas não-convencionais de petróleo • • Recursos tão grandes quanto os convencionais Pessimismo acerca do aproveitamento no curto prazo Previsão de auge e declínio da produção de petróleo, num futuro próximo Xisto: rocha sedimentar rica em matéria orgânica – 1% têm mais de 100 litros por m 3 de rocha – 85 % têm menos de 40 litros por m 3 de rocha – China e Estônia – principal fonte de energia • Óleo cru pesado – Petróleo de alta viscosidade – acima de 20º API – Degradação de petróleo convencional em reservatórios – 8% da produção mundial: Venezuela, EUA, Canadá, Iraque • Betume natural – Arenitos co m hidrocarbonetos em alta viscosidade – Metamorfose térmica e biodegradação de petróleo convencional – Alberta - Canadá 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Reservas estimadas de formas não convencionais de petróleo (em EJ) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Reservas de Gás Natural • • • Reservas são bem maiores que o uso atual Desenvolvimento da distribuição exige altos investimentos em tubulações e infraestrutura Grande potencial para o século XXI 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Reservas de GN em formas não-convencionais • Maiores que as convencionais • Metano – Mistura de gases com mais de 90 % de metano – Associados a depósitos de carvão betuminoso e antracito – Ex-URSS: 50%, Ásia Central 20 % e América do Norte 15 % – EUA: produção comercial – 5% da produção de GN • Gás comprimido – GN preso em reservatórios naturais de baixa permeabilidade – Extração requer processos especiais e caros – 3 % da produção de GN mundial - EUA 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Reservas de GN em formas não-convencionais • Hidratos – Depósitos congelados de gás que cobrem o oceano – Alto conteúdo de gás metano – Não se propôs técnicas atrativas para o aproveitamento, nem há estimativas científicas para a quantidade de metano existente – Pesquisa a longo prazo: Índia, EUA e Japão. • Gás geopressurizado – Gás dissolvido em aqüíferos subterrâneos sob pressões normais, principalmente na forma de metano. 50 Gtons – Potenciais enormes – Produção pequena na Itália, Japão e EUA, motivada pela extração de outros elementos como o iodo 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos potenciais de gás de fontes não convencionais (em EJ) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Reservas de Carvão • Classificação por valores caloríficos – Carvão betuminoso – Carvão subbetuminoso (alta e baixa energia – 16500 k. J/kg) – Lignita • Base da produção de energia por 200 anos • 22 % da produção mundial, principalmente para energia elétrica (40 % da produção mundial) • Previsão de crescimento devido às enormes reservas • 75 % concentrada na Austrália, China, Índia, África do Sul e EUA • 85 % de alto poder calorífico • Produtores: China – 31 %, EUA – 26 % • 90 % consumido no próprio país • Austrália: maior exportador 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Estimativas WEC – milhões ton 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Estimativas BGR – bilhões de ton 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Materiais Físseis • Urânio – – Auge na década de 70 Avaliado segundo os níveis de custo de produção Alto poder energético: 22 ton produzem 1 TWh Formas não-convencionais: fosfatos • Interesse quando se pensou que a demanda pudesse exceder a produção • Tório – – Poucos reatores Pouco desenvolvimento Reservas e recursos grandes Maiores reservas: Brasil, Austrália, Canadá, Índia, África do Sul, EUA 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos de urânio (ton) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos estimados e especulados (ton) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos de tório (ton) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos Hidrelétricos • Fonte renovável mais utilizada para geração de eletricidade • 2566 TWh (1997) • Não disponível em todas as regiões • Centros de produção distantes dos centros de consumo – aumento dos custos de transmissão • Fonte limpa • Impactos – poucas emissões de gases de efeito estufa – Alagamentos – Longo período de amortização: menos atrativa para mercados privados • Potencial teórico, técnico, econômico 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos Hidrelétricos 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Des envolvimento Limpo Recursos de Biomassa • 11% da energia do mundo • Importante em países em desenvolvimento – 35 % do total • Índia – 41 % da energia primária • Grande parte em forma não-comercial • Considerada fonte do passado e do futuro • Recursos enormes • Tecnologias: Gaseificação, Álcool • Classificação: animal e vegetal, dejetos de lixo e esgoto • Potenciais – Produção global anual: 4. 500 EJ – Potencial teórico: 2. 900 EJ – Sustentável: 270 EJ 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Produção de energia 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Potencial para 2050 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos de Energia Solar • Potencial teórico enorme • Irradiação é três vezes maior que todo o uso de energia mundial • Uso depende da – posição geográfica – condições de tempo – utilização da terra • Limitada pela tecnologia de conversão 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Potencial anual (EJ) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos de Energia Eólica • Viável a partir de potência dos ventos acima de 400 W/m 2 a 30 metros do solo • Avanços tecnológicos esperados • Potenciais muito grandes 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Potencial anual de energia eólica 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos anuais estimados 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos de Energia Geotérmica • Calor armazenado dentro da Terra • Temperatura aumenta 3º C a cada 100 m de profundidade • Quatro tipos – · Hidrotérmica: água quente a baixas profundidades; – · Geopressurizada: água quente contendo metano dissolvido sob altas pressões a profundidades de 3 a 6 km; – · Rocha seca quente: formações geológicas quentes com pouca ou nenhuma água; – · Magma: rochas derretidas a temperaturas de 700 a 1 200 graus Celsius. • Grande potencial • Dificuldade de ser explorada economicamente em larga escala 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Potencial anual de energia geotérmica (EJ) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Energia Oceânica • Energia das marés: gravidade do sol e da lua • Energia das ondas: energia mecânica retida • Energia térmica dos oceanos: diferença de temperatura entre águas superficiais quentes e águas profundas • Energia do gradiente do sal: vinda da diferença de salinidade entre a água da foz dos rios e a água do mar • A energia das marés é a de aproveitamento mais avançado, com centrais comerciais • Outras ainda não são maduras comercialmente • Grande potencial, mas de forma difusa 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Potencial anual de energia oceânica 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos Globais • Plenamente suficientes para se construir um desenvolvimento sustentável, nos próximos 100 anos • Resumo fósseis e físseis (milhares de EJ) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos Globais • Fontes renováveis são incrivelmente grandes, porém uma grande parte desses recursos ainda não dispõe de tecnologia para serem aproveitados. Recursos renováveis (exajoules/ano) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Cenários Energéticos Futuros · Cenários construídos para estimar a necessidade e a demanda por energéticos · Apesar das incertezas, servem de referência para verificar tendências e balizar o planejamento · World Energy Council – 4 cenários para 2020 A - Alto crescimento para países em desenvolvimento, matriz atual C - Orientação Ecológica – grandes pressões ambientais, aumento de eficiência e da participação de energia renováveis B 1 - Referência modificada – variação moderada B - Referência – variação moderada 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos Brasileiros • Hidráulicos: potencial de 213 GW • Petróleo (milhões de m 3) – águas profundas: Biomassa: bagaço de cana 270 milhões de toneladas moídas 11 milhões de bagaço 100 Wh por tonelada 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos Brasileiros • Carvão Mineral – 23 bilhões de toneladas em reservas – Baixa qualidade – Importante na região Sul • Gás Natural (milhões de m 3) 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos Brasileiros • Material físsil: 6 a maior reserva de urânio do mundo • Energia eólica: Atlas do Potencial Eólico • Energia solar – Ótimo índice de radiação – Semi-árido • 200 a 250 W/m 2 • 1752 a 2190 k. Wh/m 2 • Entre as de maior potencial no mundo • Energia dos Oceanos – Sem dados, estimativa de grande potencial • Energia geotérmica: dados inexistentes 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Recursos Brasileiros 04/10/2006 www. seeds. usp. br

Tópicos Avançados em Sistemas Energéticos para um Desenvolvimento Limpo Impactos ambientais da exploração • Petróleo: flora e fauna marítima, meio ambiente terrestre; • GN: impactos decorrentes de perfuração • Carvão mineral: impactos semelhantes à extração de outros minérios (escavação com risco de erosão, danos à bacias hidrográficas); • Biomassa: danos inerentes à cultura agrícola (monocultura, desmatamentos, uso de agrotóxicos, queimadas) • Hidroeletricidade: alagamento de áreas, danos à flora e fauna. • Energia nuclear: extração do urânio, depósito dos resíduos • Solar, eólica, ondas, marés: sem impactos diretos 04/10/2006 www. seeds. usp. br