Ildo Luís SauerProfessor Titular do Instituto de Eletrotécnica e E nergia da USP
São Paulo, Agosto de 2007
Energia e Estado:
O novo debate
2
Roteiro
• Introdução
• Biocombustíveis: a teoria das vantagens comparativa s duzentos anos depois
• As “velhas energias” e o espectro das reformas liber ais
• Aquecimento global: Ciência e interesses do Estado
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Introdução
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AeolipileHeron de Alexandria (70 A.C. – 10 A.C.)
Fonte: Smith College History of ScienceMuseum of Ancient Inventions
5
• A “amiga dos mineiros” – Savery (1698).• Newcomen aperfeiçoou o engenho de Savery, permitindo su a aplicaçãocom sucesso (1712)
– Acima, uma máquina de Newcomen originalmente (1760) instalada em Fairbottom -Ashton under Lyne (UK) e atualmente em exposição no Henry Ford Museum (EUA)
Fonte: ashton-under-lyne.com
6
Máquina a vapor de James Watt (1769)
Este exemplar está instalado no lobby da Superior Technical School of Industrial Engineers of the UPM , emMadri.
Fonte: Wikipedia
7
Turbina a gás Siemens
Montagem
Fonte: Siemens Pressebild
8A massa que o Sol perde irradiando energia é de aproximadamente 1,34x1017 kg ou 134 trilhões de toneladas/dia.
9
Radiação de fundo3 K
Fotosfera 6.000 K
Biosfera223 < T< 291 K
Núcleo ≈5.000 K
SOL TERRA PLUTÃO
Termosfera150 < T< 1.000 K
Núcleo15.000.000 K
Superfície de Plutão35 < T < 45 K
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Ciência
Tecnologia
Forma de representar a produção
Instituições
A dissolução das relações sociais
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Vínculos históricos das transições na matriz energética mundial
Sociedades antigasFeudalismo
Mercantilismo
1ª RevoluçãoIndustrial
2ª RevoluçãoIndustrial
Reestruturaçãokeynesiana
Ultraliberalismo
Madeira
Carvão
Energia hidrelétrica
Petróleo
Gás natural
Energia nuclear
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Custo de desenvolvimento de novas reservas de petróleo, incluindo avanço tecnológico
Fonte: Agência Internacional de Energia “Resources to Reserves”, 2005
US$/bbl real 2004
Bilhões bbl
Águas profundas
Águas ultraprofundas
Ártico
Jáproduzidos
Outros
convencio
naisOPEP/Oriente
Médio
Óleo pesadoBetume
Xisto betumino
soR
P
A
Inclui custos de mitigação de CO2
(CO2
neutro comparado ao convencional
Requerimentos acumulados para
2030, segundo WEO
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Evolução da Intensidade energética: países industrializados, em desenvolvimento e Brasi l
Fonte: World Energy Council, Survey of Energy Resources, London, 1992, apud Kaya & Yokobori, 1997
1 TEP = 11,6279 MWh (IEA, 2002)
1 TEP = 12,5 MWh (BEN, 2002)
TEP/ US$ 1.000
Reino Unido
EUA
Rep. Fed. Alemanha
França
Japão
Brasil
Subdesenvolvidos
14
Consumo individual de energia
Fonte: UNESCO Courier
15
Biocombustíveis
A teoria das vantagens comparativas duzentos anos d epois
16Fonte: White House
17
18
Consumo mundial de energia em 2005
Radiação solar anual absorvida pela Terra
Reservas mundiais de carvão
Reservas mundiais de gás natural
Reservas mundiais de petróleo
Reservas mundiais de urânio
Elaborado com dados das seguintes fontes:BP Statistical Review 2005
Energia Solar - Wolfgang PalzAgência Internacional de Energia Atômica (*) estimativa
Recursos e consumo mundial de energia
19
Balanço da radiação solar na Terra
20
A fotossíntese no globo
Fonte: Goddard Space Flight Center
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David Ricardo (1772 – 1823)
• A renda diferencial
Fonte: "The Warren J. Samuels Portrait Collection at Duke University."
22
Produtividade industrial de etanol no mundo
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Área necessária para a substituição de todo o petróleo consumido (volume)
Fonte: consumo de petróleo – British Petroleum; área agricultável – FAO apud MME, 2006.Produtividade média para biocombustíveis – 3.000 litros/hectare
Consumo Área necessária
para biocombustível
Área agricultável
% da área agricultável
necessária para biocombustível
Área superficial total do país
% da área total do país
necessária para biocombustível
País
103 barris/dia
Bilhões litros/ano
103 hectares 103 hectares
% 103 hectares
%
EUA 20.655,5 1.198,7 399.580 416.902 96 916.192 44 Canadá 2.241,3 130,1 43.359 67.505 64 909.351 5 México 1.977,8 114,8 38.261 107.300 36 190.869 20
Total A. Norte 24.874,6 1.443,6 481.200 591,707 81 2.016.412 24 Argentina 421,3 24,4 8.150 128.747 6 273.669 3 Brasil 1.818,5 105,5 35.180 263.600 13 845.942 4 Chile 257,5 14,9 4.981 15.242 33 74.880 7
Colômbia 230,4 13,4 4.457 42.051 11 110.950 4 Equador 148,2 8,6 2.866 7.250 40 27.684 10 Peru 138,8 8,1 2.685 21.210 13 128.000 2
Venezuela 553,2 32,1 10.701 21.640 49 88.205 12 Outros (A. Sul e Central) 1.208,0 70,1 23.369 114.407 20 284.842 8 Total A. Sul e Central 4.775,9 277,2 92.390 614.147 15 1.834.172 5
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Custos da produção de etanol no mundo (2005)
25
Usinas de a çúcar e álcool - localiza ção - 2007
Fonte: MME, 2006; MAPA, 2006
Produção em 2006:
17,8 bilhões de litros
Região Norte-Nordeste79 unidades industriais:
• Usinas de açúcar 8• Plantas de etanol 19• Etanol e açúcar 52
91% da produção de etanol
9% da produção de etanol
↑↑↑↑ 11% (2005)
Região Centro-Sul288 unidades industriais:
• Usinas de açúcar 8• Plantas de etanol 59• Etanol e açúcar 221
65.897.333,8 barris de petróleo
26Guamaré/RN
Unidade experimental de produção de biodiesel a partir de óleos vegetais UEB-1
27
28
29
Produção descentralizada de etanol COOPERBIO(RS) – PETROBRAS
30
Produção descentralizada de etanol COOPERBIO(RS) – PETROBRAS
31
As “velhas energias” e o espectro das reformas liberais
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1ª Revolução Industrial
Fonte: Hulton Getty Picture Collection
Lancashire, século XVIII
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Rudolf Diesel
O automóvel de Karl Benz
Nikolaus A. Otto
Ford
2ª Revolução Industrial
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Formação dos cartéis e oligopólios das empresas de energia
Empresas País Produtos (ver abaixo *)
AEG Alemanha A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N,P
British Thomson-Houston Inglaterra A,B,C,D,E,F,G,H,K, L,N,P
Brown Boveri & Co. Suiça A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N,P
English Electric Co. Inglaterra A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N ,P,W
General Electric Co. Ltd. Inglaterra A,B,C,D,E,F,G,H, K,L,N,P
International General Electric EUA A,B,C,D,E,F,G,H,K,L ,N,Z
Metropolitan-Vickers Inglaterra A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N
Siemens Alemanha A,B,C,D,E,F,G,H,K,L,N
Westinghouse Electric International EUA A,B,C,D,E,F,G ,H,K,L,N,P,Z
ASEA Electric Ltd. Suécia A,B,C,D,E,F,G,H,
Escher Wyss Eng. Suiça A,W
J. M. Voith-Heldenheim & St. Poelten Alemanha W
Ateliers des Chamielle S.A. Suiça W
Principais Membros da International Electrical Association (IEA) em 1936
Legenda: A – Turbina a vapor ; B – Alternadores acionados por turbina a vapor; C – Compressores e ventiladores; D – Geradores e motores maiores de 200 KVA/HP; E – Alternadores acionados por turbinas hidráulicas; F – Compressores rotativos; G – Disjuntores de alta e baixa tensão; H – Transformadores; I – Conversores rotativos; K – Retificadores; L – Material de tração elétrica; N –Equipamentos para manobra de peso; P – Equipamento elétrico para acionamento de laminadoras; Z – Porcelanas de isolamento; W –Turbinas hidráulicas
Fonte: Dorival Gonçalves Jr, 2002
35
Formação dos cartéis e oligopólios das empresas de energia
Petróleo
– 1857 – Desenvolvimento da lâmpada de querosene– 1859 – Coronel Edwin Drake descobre petróleo em Titus ville, Pennsylvania– 1882 – Constituída a Standard Oil Trust– 1877 - Rockerfeller controla 90% do refino americano– 1885 – Descoberto petróleo em Sumatra pela Royal Dut ch– 1907 - Shell e Royal Dutch se fundem para formar a Ro yal Dutch Shell– 1908 – Descoberto petróleo na Pérsia; cria-se a Angl o Persian (posteriormente, BP)– 1911 – A divisão da Standard Oil Trust é ordenada pela Suprema Corte– 1928 – Tratado de Achnacarry entre as “sete irmãs”– 1938 - Mexico nacionaliza companhias estrangeiras de petróleo ► petróleo no Kuwait e na
Arábia Saudita– 1950 – Aramco - Arábia Saudita– 1951 – Nacionalizada a Anglo Iranian Oil Company– 1956 – Descoberto petróleo na Argélia e Nigéria– 1960 – OPEP (Organização dos Países Exportadores de Petróleo) é fundada em Bagdá– 1969 – Descoberto petróleo no Mar do Norte– 1972 – Iraque nacionaliza a Iraq Petroleum Concession– 1973 – Irã nacionaliza a propriedade do petróleo
Fonte:Yergin,D. The Prize
36
Um período marcado por crises
– Industrialização e mecanização intensiva
– Operariado urbano – êxodo rural– Capitalismo monopolista predomina – crescimento do poder dos bancos
em âmbito nacional e internacional– Produção de massa – seguida pelo
consumo de massa (fordismo)– Organização “científica” da
produção (taylorismo)– Ampliação do trabalho de
“colarinho branco”– Altos índices de desemprego e
baixos salários– Favelização e insalubridade nos
aglomerados urbanos
– Nova divisão internacional do trabalho – “neo-imperialismo”
– Difusão da informação e comunicação ganha importância
– 1a grande guerra – marco para “teste” de novas tecnologias disponíveis
– Suplantação da Inglaterra pelos EUA, como 1 a potência mundial
– Revolução Russa – socialismo
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1ª Guerra Mundial
Fonte Corbis
38
Revolução Russa
Fonte: Hulton Getty Picture Collection
39
Crash de Nova Iorque1929
Fonte: BBC News In Pictures
40
New Deal
Fonte: U. S. National Archives, 1936.
41
2ª Guerra Mundial
Fonte: Worldpress.
42
Bretton WoodsKeynesianismo
Fonte: U.S. National Archives (NARA)
43
Revolução Chinesa1949
44
45
O início de uma nova crise
46
O início de uma nova crise
47
A superaçãoOcidente
48
A superaçãoOriente
Fonte: Bernard Safran Paintings
49
Teesside Power StationInglaterraEnron2.000 MW
50
Liberalização no Brasil
51
Novo liberalismo – organização da indústria energética– Brasil – 1 a reforma
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Fornecimento
Suprimento
R$/MWh
47,2%
38,9%
Evolução das tarifas de eletricidade – suprimento e fornecimento(Brasil – 1994 a 2000)
Capacidade instalada x Consumo - (Brasil – 1980 a 2000)
Base 1990 = 100
60
80
100
120
140
160
180
80
Pot. Instad a Geração
81 82
83 84
85 86
87 88
89 90
91 92
93 94
95 96
97 98
99 00
Per íodo
% Cap. Instalada % Consumo
19 81 - 1990
4,8 5,9
1991 - 2000
3,3 4,1
Capacidade instalada x Consumo - (Brasil – 1980 a 2000)
Nível dos Reservatórios da Região Sudeste
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1991
jan jul
1992
jan jul
1993
jan jul
1994
jan jul
1995
jan jul
1996
jan jul
1997
jan jul
1998
jan jul
1999
jan jul
2000
jan jul
2001
jan jul
2002
jan
Em
%
"O Sudeste representa 68% da capacidade de armazenamentode água do Brasil"
Nível dos reservatórios do Sudeste (1991 a 2002)
52
53
Parque de termelétricas Petrobras
UTE Mário Lago906 MW – 2.784.000m3/dia - Gás
UTE Aureliano Chaves221 MW – 960.000m3/dia - Gás
UTE Fernando Gasparian561 MW – 2.765.952m3/dia Gás
UTE Sepé Tiaraju158 MW – 1.092.365m3/dia Gás
UTE Luis Carlos Prestes250 MW – 1.920.000m3/dia Gás
UTE Barbosa Lima Sobrinho379 MW – 2.100.00m3/dia - Gás
UTE Euzébio Rocha208 MW – 415 t/h1.240.000m3/dia Gás + 330.000m3/dia Gás de refinaria
UTE Gov.Leonel Brizola1036 MW - 400 t/h5.199.112m3/dia - Gás
UTE Celso Furtado179 MW / 350 t/h1.386.076 m3/dia - Gás
UTE Rômulo Almeida133 MW / 42 t/h822.000m3/dia - Gás
UTE Jesus Soares Pereira325 MW - 610 t/h2.000.000 m3/dia - Gás
Termoceará 220 MW1.407.000 m3/dia - Gás
UTE Bahia I30,6 MW – 190m3/diaÓleo combustível
Capacidade Total de Geração de energia elétrica:4,6 GWCapacidade Total de Geração de Vapor:1817 t/hConsumo Total de Gás: 23.676.505 N m3/diaConsu. Total de Óleo:190 m3/dia
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Aquecimento global
Ciência e interesses do Estado
55
56
A ciência de Gore
Futurama cartoon (Global warming: None like it hot)
57
A ciência de Gore
Al Gore - “An inconvenient truth”
58Fonte: Aeronomy of Ice in the Mesosphere
59
Fótons quentes Fótons frios
SOL UNIVERSOBIOSFERA
Efeito estufa – natural x incremental
A termodinâmica da vida
Adaptado de Marek Roland-Mieszkowski, Ph.D., September 07, 1994,
60
61
O exagero da exibição de Gore
Fonte: Sunday Telegraph, 2006
62
Composição atmosféricaC
on
ce
ntr
açã
o a
tmo
sfé
rica C
on
ce
ntra
çã
o a
tmo
sfé
rica
metanoamônia
nitrogênio
água
dióxido de carbono
tempo(bilhões de anos atrás)
oxigênio
63
Temperaturas da atmosfera
Fonte: NASA
64
Aprofundamento do fenômeno
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Responsabilidades Comuns Diferenciadas (posição “prudente” do Brasil)
• Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças C limáticas (UNFCCC)
– Assinada por 154 países mais a União Européia na Ri o 92– O Brasil ratificou em 02/1994– Compromisso coletivo voluntário das nações sobre o aquecimento global– Entrada em vigor: 21/03/1994– Propõe limitar as concentrações das emissões de GEE na atmosfera em
níveis de 1990
• PROTOCOLO DE QUIOTO– Tem como base o Artigo 17 da Convenção do Clima– Adotado pela COP–3 (Quioto - 12/1997); aberto p/ assi natura em 03/1998– Responsabilidades comuns, porém diferenciadas � Os países
industrializados (Anexo 1) devem reduzir suas emiss ões coletivas de seis gases de efeito estufa em 5,2% abaixo dos níveis ob servados em 1990 para o período de compromissos de 2008-2012
– Ato internacional, ratificado em 16/02/2005 por paí ses que representam 55% das emissões do planeta
– Trata as questões de sustentabilidade do planeta– Estabeleceu os Mecanismos de Flexibilização:
• Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL)- entre um p aís em desenvolvimento e um país do Anexo 1
• Implementação Conjunta (JI) – entre países do Anexo 1
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Arcabouço geral para aprovação de projetos de MDL e créditos de carbono
1. Somente áreas que não constituíam formações flore stais até 31 de dezembro de 1989 são passíveis de atender aos critérios de MDL que gerem créditos de carbono.
2. Os projetos precisam gerar reduções mensuráveis e de longo prazo nas emissões. Estas reduções devem ser certificadas por agências credenciadas ( operational entities ). O saldo gerado por este projeto deve ser de longo prazo ( permanence ) e qualquer emissão surgida a posteriori deve ser contabilizada.
3. As reduções ou o sequestro do carbono devem ser ad icionais a qualquer redução que ocorresse naturalmente – sem o projeto. Devem corresponder a u ma retirada líquida de carbono da atmosfera (additionality ).
4. O projeto deve apresentar objetivos de desenvolvi mento sustentável, de acordo com ações definidas pelo governo do país que o estará recebendo.
5. O projeto deve contribuir para a conservação da b iodiversidade e para o uso racional dos recursos naturais.
6. Só são elegíveis projetos iniciados a partir do an o 2000.
7. Um percentual de 2% dos créditos gerados pelo pro jeto constituirá um fundo destinado a auxiliar ações de adaptação nos países que sejam seriamente afetad os por mudanças climáticas ( adaptation levy ). Este fundo poderá custear atividades atualmente não elegíveis como MDL.
8. Uma parte, a ser definida, do resultado da venda de créditos de carbono provenientes de um projeto d e MDL deverá ser reaplicado no custeio do próprio proj eto.
9. Deve ser definido um prazo no qual haverá creditaç ão, entre duas alternativas: máximo de sete anos com direito a renovação por mais dois períodos ou m áximo de dez anos sem renovação.
10. O financiamento de projetos de MDL NÃO DEVERÁ ser proveniente de fundos oficiais de assistência ao desenvolvimento.
11. O plano de gerenciamento de cada projeto deverá p rever e possibilitar a contabilização de “vazamentos”, isto é, emissões não previstas ou ind iretas que resultem das atividades do próprio projeto.
Ildo Luís SauerProfessor Titular do Instituto de Eletrotécnica e Energia da USP
Tel: (11) 3091-2633 [email protected]