AllenVasconcelos EDP SA EfS-Uc maio2012

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


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

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3


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


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)

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4


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


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”

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5


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


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

Açucar e conservas

6


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)


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

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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


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

8


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


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


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.

18

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

Açucar e conservas

10


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

19


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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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


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


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

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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)


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…

AllenVasconcelos EDP SA EfS-Uc maio2012

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