AllenVasconcelos EDP SA EfS-Uc maio2012
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Açucar e conservas
1
Energia e Sustentabilidade
Universidade de Coimbra
Coimbra, 25 de Maio de 2012
Allen Vasconcelos Planeamento Energé;co – EDP [email protected]
DPE -‐ Energy Planning Department 2
Sustentabilidade energé5ca: o conceito de ERoEI Sustentabilidade económica: o sector eléctrico nacional
O impacto do combate às Alterações Climá5cas: uma analogia
Agenda
Açucar e conservas
2
DPE -‐ Energy Planning Department 3
Sustentabilidade energé5ca: o conceito de ERoEI Sustentabilidade económica: o sector eléctrico nacional
O impacto do combate às Alterações Climá;cas: uma analogia
Agenda
DPE -‐ Energy Planning Department
•
• Para garan;r a sobrevivência,
4
ERoEI = Energy Invested Energy Return
ERoEIleão = Energia para caçar Energia da presa
> 1
ERoEI ~ 1 a 2
Obter energia requer energia – o ERoEI mede a eficiência deste processo
Açucar e conservas
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DPE -‐ Energy Planning Department 5
Agricultura pré Revolução Industrial Agricultura mecanizada actual
ERoEI ~ 1 a 5 ERoEI ~ 40 a 60
Fonte: Kurt Cobb, The Net Energy Cliff, Energy Bulle;n, 2008
A u5lização massiva dos combusPveis fósseis permi5u dar um salto enorme no ERoEI das nossas sociedades
DPE -‐ Energy Planning Department
1,04,4
0,6
5,58,4
2,1
8,6
14,9
6,65,5
28,3
1,3
8,7
3,53,72,4
11,0
Açucar e conservas
Bebidas não
alcoólicas
Snacks e outros doces
Batata e derivados
Outros vegetais
Outros alimentos
Leite e derivados
Carne Fruta (produção)
Fruta fresca
Peixe Óleo e outras gorduras
alimentares
Ovos Queijo Cereais Pão Bebidas alcoólicas
6
Valor médio dos alimentos consumidos por cada pessoa numa semana: ~5
Inverso do ERoEI de alguns alimentos (energia inves;da / energia ob;da)
A produção de alimentos transformou-‐se em consumidora de energia em vez de fonte de excedentes energé5cos
O aumento da produ;vidade agrícola decorre de um “subsídio energé;co” dos combuskveis fósseis (mecanização, fer;lizantes, pes;cidas, transportes, etc.) criando uma vulnerabilidade
Fonte: Table form one – The energy cost to feed one person (INCPEN)
Açucar e conservas
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Exploração de petróleo de inícios do sec. XX Plataforma petrolífera da actualidade
1900: ERoEI > 100 2010: ERoEI < 10
A redução estrutural do ERoEI do petróleo levanta a questão da sustentabilidade do actual modelo de sociedade
A cada vez maior dificuldade e complexidade de extracção tem degradado o ERoEI do petróleo
DPE -‐ Energy Planning Department
0%
50%
100%
Energia para produzir energia
Energia para a Sociedade (Excedentes)
8
U;lização da energia vs. ERoEI
ERoEI
Energy cliff
Tendência estrutural dos combusPveis fósseis
10 20 30 40 50 1
Dada a redução do ERoEI das actuais fontes de energia, haverá que encontrar fontes alterna5vas para evitar um “energy cliff”
Açucar e conservas
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DPE -‐ Energy Planning Department 9
Comentários
• O carvão é a energia primária que apresenta o ERoEI mais elevado ─ Elevada sensibilidade ao ;po de mineração (supertcie, subterrânea) e de carvão (lenhite, betuminoso, etc)
• Gama de valores alargada para o petróleo representando legado vs. novas explorações ─ Forte sensibilidade a onshore vs. offshore
• ERoEI globalmente baixos para o Gás Natural pelo elevado dispêndio de energia no processo de extracção
─ Acentuada diminuição para LNG
ERoEI Energias Primárias – Modelo vs. bibliografia
5,5
17,2
1,4
9,9
25,7
3,0 1,7
33,7
4,6 1,9
44,9
8,7
56,2
40,9
10,2
Petróleo Carvão Gás Natural Etanol
Banda de valores na bibliografia
Valores do modelo
8
28 30
100
1
23
136,6
1,4 0,8
Na energia primária, o carvão tem o ERoEI mais elevado; petróleo offshore e gás natural equivalem-‐se
Fonte: Projecto BRAIN, ISEL-‐EDP, 2010
DPE -‐ Energy Planning Department 10
2,0 5,7 5,4
33,2
7,7 5,6
46,5
11,6 8,2
49,9
14,5
20,7
69,8
11,7 12,1
16,8
4,3
23,4
4,9
19,7
28,2
19,3 22,5
CCGT Carvão Nuclear Hídrica Eólica Solar PV
Banda de valores na bibliografia
Valores do modelo
4
26
Comentários
• A hídrica destaca-‐se como a tecnologia de ERoEI mais elevado
• Eólica e Solar PV são já compe;;vas com tecnologias convencionais ─ ERoEI depende do recurso (load factor) e tecnologia (rendimento)
• O ERoEI das térmicas convencionais (CCGT e Carvão) é muito dependente do ERoEI dos respec;vos combuskveis e do rendimento das centrais
• Nuclear é a 2ª tecnologia em termos de ERoEI ─ Assumindo enriquecimento de urânio por centrifugação
ERoEI Energias Eléctricas – Modelo vs. bibliografia
104,7
7
59
4 5
34
6 2
80
267
12
Fonte: Projecto BRAIN, ISEL-‐EDP, 2010
Na geração de electricidade, as renováveis apresentam ERoEI superiores aos das térmicas convencionais
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DPE -‐ Energy Planning Department 11
Evolução do preço e do ERoEI do petróleo $real2009/bbl;#
100
30
11
0
20
40
60
80
100
120
1900 1920 1940 1960 1980 2000
Preço
ERoEI
Comentários
tendência preço
• Preços são afectados por factores de curto prazo (choques na oferta e na procura)
• Contudo, a evolução estrutural dos preços do petróleo a longo prazo reflecte a sua escassez e custos de extracção
• Assim, a tendência estrutural dos preços tende a evoluir inversamente ao ERoEI
• Por esta razão, o ERoEI é usado para avaliar opções de polí;ca energé;ca
A queda no ERoEI do petróleo pode explicar a evolução estrutural em alta do respec5vo preço…
Fonte: BP Sta;s;cs; Cleveland C., Net energy from the extrac;on of Oil and Gas in the United States (2005)
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Choques na oferta/procura
Descrição
Procura não-‐energé;ca/ custos de
oportunidade
Inputs não-‐energé;cos caros
Versa;lidade da forma de energia
Maturidade tecnológica
• As tecnologias com ERoEI mais elevados não são necessariamente as tecnologias mais baratas
─ Solar PV (ERoEI ~12) é muito mais caro do que a CCGT (ERoEI ~4)
• Apesar do decréscimo do ERoEI dever aumentar estruturalmente o preço de uma dada commodity, terem o mesmo ERoEI não implica terem os mesmos custos totais
• Variações repen;nas da oferta/procura provocam vola;lidade nos preços, independentemente dos custos fundamentais da energia
• A procura não-‐energé;ca que compete com a procura energé;ca aumenta o valor/MWh das commodi4es -‐ Por exemplo, os biocombuskveis competem pela terra com as plantações de alimentos; solar PV compete pelo silício com os semicondutores; petróleo para os plás;cos
• Inputs valiosos para além da energia -‐ Por exemplo, I&D, paten;amento, talento, terra
• Falta de escala, âmbito alargado para melhorias da eficiência
• A forma e densidade de energia tem importância -‐ Por exemplo, a electricidade é uma forma nobre de energia, combuskveis líquidos são preferidos aos sólidos (facilidade de armazenamento e transporte, etc)
… mas existem outras razões que afectam a compe55vidade económica das tecnologias, para além do ERoEI
Açucar e conservas
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Sustentabilidade energé;ca: o conceito de ERoEI Sustentabilidade económica: o sector eléctrico nacional
O impacto do combate às Alterações Climá;cas: uma analogia
Agenda
DPE -‐ Energy Planning Department
Evolução da tarifa de eletricidade vs. componentes IPC Índice 100 = 1997
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
IPC
Electricidade
Água
Gás
Combustíveis
Transportes
Alimentação
Vestuário
Comunicações
Educação
Variação real das componentes do IPC 1997/2011
-5%
25%
81%
64%
23%
Electricidade
Água
Gás
Combuskveis
Transportes
Na úl5ma década, a tarifa de electricidade baixou 5% em valores reais
14
Fonte: INE
Açucar e conservas
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Preços de electricidade para clientes empresariais1 Eur/MWh
15
70
80
90
100
110
120
130
UE27 Espanha
Portugal
1S11 2S10 1S10 2S09 1S09 2S08 1S08 2S07
Preços de electricidade para clientes residenciais2 Eur/MWh
120
130
140
150
160
170
180
190
200
UE27
Espanha
Portugal
1S11 2S10 1S10 2S09 1S09 2S08 1S08 2S07
Os preços de electricidade em Portugal têm estado consistentemente abaixo da média da UE tanto para industriais como residenciais
Fonte: Eurostat 1. Preços para o escalão Ic (consumo anual entre 500 e 2.000 MWh), excluindo IVA e outros impostos recuperáveis 2. Preços para o escalão Dc (consumo anual entre 2.500 e 5.000 kWh), incluindo impostos
Para os clientes domés;cos esta situação poderá eventualmente alterar-‐se pelo recente aumento do IVA
DPE -‐ Energy Planning Department 16
Peso da electricidade nos custos com bens e serviços dos vários sectores da ac;vidade económica 2009, %
2,02,1
0,40,3
2,7
4,1
2,4
6,7
0,4
6,8
2,5
TOTAL Serviços Electricidade, gás, vapor e ar frio
Construção civil
0,1
Indústria extrac;va
0,1
Água, saneamento e gestão de resíduos
4,5
Agricultura, silvicultura e pescas
Indústria transformadora
Exclui auto-‐consumos Auto-‐consumos1
E não põe em causa a compe55vidade da indústria e serviços, dado representar apenas 2,0% da estrutura de custos
2,0%M€ 162.661M€ 3.214
intermédio Consumoeléctrica Tarifa (2009) adeelectricid Peso
2
===Análise Macro
Fonte: INE, Contas Nacionais 2009, DGEG e EDP 1. Auto-‐consumos valorizados aos preços de venda a clientes finais 2. Considera custo total do sistema excepto 80% dos custos BTN (clientes domés;cos)
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Nos residenciais, a electricidade representa 2,6% do orçamento familiar, menos de metade dos combusPveis que têm vindo a aumentar de peso
Peso da energia nas despesas das famílias 2005, %
1,0%
3,2%
1,8%
1,3%
8,4%
5,6%
1,5%
3,8%
PT
0,9%
FR
3,8%
IT
1,5%
0,2%
0,9%
10,6%
5,2%
1,6%
1,3% 2,6% 0,4%
7,3%
9,2%
1,7%
2,4%
3,1%
0,6%
ES
6,7%
1,2% 0,2%
EU-‐27
6,9%
UK
3,3%
Comb. e lub. (transportes) Electricidade Outros
Gás
3,5%
2,7%
0,7% 0,3%
1988
7,4%
3,2%
2,3%
0,9% 0,3%
7,2% 6,8%
9,2%
2005
5,2%
2,6%
1,2%
0,2%
1999
3,7%
2,4%
1,0% 0,2%
1994
Evolução do peso da energia nas despesas das famílias em Portugal (%)
2,1%M€ 109.774M€ 2.258
famílias das final consumo de DespesaBTN eléctrica Tarifa (2009) adeelectricid Peso
1
===Análise Macro
Fonte: Eurostat (Household Budget Surveys); INE (Inquérito às Despesas das Famílias); EDP 1. Considera 80% dos custos do sistema BTN
DPE -‐ Energy Planning Department
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2010 2008 2006 2004 2002 2000 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Thou
sand
s
Balança energé;ca
Balança excluindo a componente energé;ca
Peso da balança energé;ca
Balança de Bens e Serv. em % PIB
% Energia na Balança de Bens e Serv.
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Factura energé;ca portuguesa mil M€, 1998-‐2010
Decomposição da Balança de Bens e Serviços % do PIB e % energia no saldo da balança, 1999-‐2010
O défice externo de Portugal está fortemente associado à factura energé5ca
O défice da balança energé;ca representa pra;camente metade do défice da balança de bens e serviços
Fonte: DGEG, “A Factura Energé;ca Portuguesa” (vários anos); Banco de Portugal, “Relatório e Contas 2010”
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
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DPE -‐ Energy Planning Department
Existem essencialmente duas alavancas para reduzir o peso da factura energé5ca no PIB: eficiência energé5ca e renováveis
• Maior eficiência energé;ca
• Não accionável
• Aumento da produ;vidade da economia
• Maior incorporação nacional na produção de energia
Principais alavancas de actuação
Volume de Importações de Combuskveis
Fósseis
Peso da Factura Energé;ca no PIB
Preço Unitário dos Combuskveis
Fósseis
PIB
Valor da Factura Energé;ca
Consumo de Energia
Dependência Energé;ca
X
• Maior aproveitamento de recursos endógenos (Renováveis)
÷
X
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DPE -‐ Energy Planning Department
84,7%
81,9%
83,4%
84,4%
86,9%
85,3%
84,3%
86,7%
83,5%
85,7%
87,2%
83,7%
82,8% 82,1%
79,8%
76,8%
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010P
Dependência energé;ca
A promoção das energias renováveis tem contribuído para reduzir o consumo de combusPveis fósseis e a dependência energé5ca
Evolução da dependência energé;ca e do índice de produ;bilidade hidroeléctrica 1995-‐2010P
0,73
1,30
1,22
1,04
0,68
1,08
1,19
0,75
1,33
0,80
0,42
0,98
0,76
0,56
0,77
1,31
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010P
Índice de produ;bilidade hidroeléctrica
Dependência energé5ca
média ’95-‐’05: ~85%
20
• Historicamente, a dependência energé;ca do país sempre esteve muito bem correlacionada com o regime hidrológico (anos húmidos – IPH>1 – implicam menor dependência energé;ca)
• Nos úl;mos anos, os inves;mentos em eólicas quebraram esta correlação (apesar dos anos terem sido mais secos, a dependência energé;ca diminuiu)
Fonte: DGEG, “Balanço Energé;co” (vários anos), REN
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DPE -‐ Energy Planning Department 21
Custo da Eólica e da CCGT em função do Brent1 €/MWh e $/bbl
40
50
60
70
80
90
100
110
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Custo CCGT Custo Eólica Custo Eólica + backup
€/MWh
$/bbl
A energia eólica, em par5cular, é já hoje compe55va com as tecnologias de geração convencional
Fonte: Análise EDP
• O custo dos combuskveis fósseis tende a aumentar
• O preço de CO2 tenderá a subir com as crescentes restrições às emissões
• O custo de geração com Eólica tende a reduzir-‐se com o progresso tecnológico
A Eólica tenderá a ser cada vez mais compe;;va com a geração
térmica
Tendências
DPE -‐ Energy Planning Department 22
Para além das renováveis maduras já serem compe55vas, a sua estrutura de custos é basicamente fixa (inves5mento) e de incorporação nacional
Comparação de custos por tecnologias LRR1 €2010/MWh
O elevado grau de incorporação nacional (>80%) permite criar emprego e reter valor na economia nacional com a produção de energia, em vez de transferir divisas para importação de combuskveis
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Solar PV
225
Eólica offshore
125
Biomassa
96
Solar CSP
244
Eólica onshore
75
Hídrica
58
Nuclear
72
Carvão
79
Gás (CCGT)
78
Invest. O&M Fuel CO2 Descom
Max e Min
Fonte: IEA, análise EDP 1. Receita unitária nivelada necessária ao longo da vida do projecto para assegurar TIR alvo (8% para Gás, Carvão e Hídrica; 10% para Nuclear e Solar; 9% para outras Renováveis)
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Sustentabilidade energé;ca: o conceito de ERoEI Sustentabilidade económica: o sector eléctrico nacional
O impacto do combate às Alterações Climá5cas: uma analogia
Agenda
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Fonte: David M Newbey, “Oil Shortages, Climate Change and Collec;ve Ac;on”, EPRG working paper (2009)
Aquecimento global vs. emissões acumuladas (1750-‐2500) ºC vs. Tton de CO2
O grande desafio das A.C. consiste em abstermo-‐nos do u5lizar um recurso que esteve na base da prosperidade da sociedade moderna
Açucar e conservas
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DPE -‐ Energy Planning Department 25
Em ambos os casos, e do ponto de vista estritamente económico, trata-‐se de saber: Qual o verdadeiro custo da energia? Quem o paga?
Abolição da escravatura Combate às AC • “A abolição da escravatura será ruinosa para a economia”
• “A descarbonização da energia será ruinosa para a economia”
• “ A prosperidade assenta em mão-‐de-‐obra barata”
• “ A prosperidade assenta em energia barata”
• “Se o fizermos sozinhos, perderemos compe;;vidade”
• “Se o Ocidente o fizer sozinho, perde compe;;vidade para as economias emergentes”
• “Os benetcios de uma sociedade igualitária são incertos”
• “A ciência das Alterações Climá;cas é incerta”
Argumentos
Percepção generalizada
Associa-‐se por vezes o debate sobre o combate às Alterações Climá5cas à abolição da escravatura
Fonte: W. J. Nu�all, “Slaves to Oil”, EPRG working paper (2009)
DPE -‐ Energy Planning Department 26
Abolição da escravatura Combate às AC
• O capital realocou-‐se de forma mais eficiente para ac;vidades menos labour-‐intensive…
• Inves;mento em tecnologias CO2-‐free?
• … Potenciando o aparecimento de novas tecnologias (motor a vapor, etc.) e o progresso económico…
• Inovação nas renováveis? • Electrificação do consumo energé;co?
• … Mas requerendo reorientações da armada britânica para eliminar tráfego de escravos
• Novo objec;vo militar/diplomá;co: garan;r segurança das rotas comerciais para restringir o comércio de combuskveis fósseis?
Fonte: W. J. Nu�all, “Slaves to Oil”, EPRG working paper (2009)
E, no entanto…