Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável

1. Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Módulo 5: Meio Ambiente e os Usos Finais de Energia Bernadette Vechia de Mendonça

2. O Processo De Uso Final Da Energia • O propósito fundamental do uso da energia é assistir na satisfação das necessidades, ensejos e desejos do ser humano. • O que se deseja são os serviços energéticos que as tecnologias de manejo da energia possam oferecer, e não a energia em si. • A energia elétrica pode ser usada diretamente para este fim como, por exemplo, na provisão do aquecimento, iluminação, cocção e transporte, ou indiretamente, para produzir bens e serviços para o consumo.

3. Cadeia Energética de Tecnologias do Processo De Transformação • Fontes energéticas primárias: Carvão, petróleo, energia solar, hidroelétrica, etc. Transformadas em usinas, refinarias, minas de carvão, etc. • Fontes energéticas secundárias: Eletricidade, óleo combustível, etc. usadas com tecnologias de uso final como lâmpadas, fogões, ônibus, casas, etc. • Serviços energéticos: iluminação, refrigeração, condicionamento de ar, cocção de alimentos, etc. Contribuindo diretamente para obem-estar humano. Imagem-Marco Marilungo

4. USOS DA ENERGIA • Uso Móvel Transportes • Uso Estacionário Serviços Energéticos • Uso Direto Energia elétrica nas atividades cotidianas • Uso Indireto Produção de Serviços e Bens de Consumo

5. Uso Móvel Da Energia • Principal Forma: uso de combustíveis para o transporte. • Automóveis, navios, aviões, trens, e outros. • Combustíveis derivados do petróleo, como gasolina, óleo diesel, e gás natural. • O transporte é um segmento em que o desenvolvimento histórico do uso de energia tem tido profundo impacto sobre o mundo.

6. Uso Móvel Da Energia • Capacidade de transporte profundamente influenciada pela disponibilidade de energia, desde a utilização de animais de tração até os ônibus espaciais, passando pela tecnologia de estradas e ferrovias, com o uso de dispositivos a carvão, petróleo, gás natural, eletricidade, energia nuclear, solar ou eólica, hidrogênio, como nas modernas células a combustível, entre outros inumeráveis. • O consumo de derivados de petróleo por este setor é responsável por 1/3 da produção mundial desse insumo • Frota de veículos aumenta cerca de 15 milhões unidades/ano, e este número dobra a cada vinte anos • Estimativas: 1bilhão de veículos em 2030

7. Uso Estacionário Da Energia • Toda forma de uso da energia em termos da geração de eletricidade ou calor para a indústria, para o comércio, as residências, a agricultura e todos os setores que determinam a atividade socioeconômica de forma estacionaria. • Energia estacionária usada nos edifícios, nas plantas e nos equipamentos que têm o controle direto sobre o uso da energia operando todo equipamento estacionário. • Fontes de energia utilizadas: eletricidade, GN, GLP, biomassa, etc. • Principais categorias de uso estacionário de energia analisadas estão diretamente relacionadas à energia elétrica

8. energia mecânica (força motriz) formatar chapa de metal máquina seladora produção de carro eletricidade motor uso indireto processamento de materiais entrada de energia tecnologia de uso final tecnologia de serviço energia útil serviço energético necessidades humanas uso direto energia radiante (luz) sistema iluminador iluminação predial eletricidade lâmpada iluminação O Processo De Uso Final Da Energia

9. Consumo Mundial de Energia Primária Fonte: BP

10. Dados Nacionais Total: 191.128 mil tep Fonte: BEN 2005

11. Dados Nacionais Fonte: BEN 2005

12. Uso Final De Eletricidade Por Setor

13. Uso Final De Eletricidade Por Setor

14. Principais Usos Finais Móveis • Transporte rodoviário • Transporte ferroviário • Transporte aéreo • Transporte marítimo • Transporte fluvial

15. Tipos de poluição ambiental Poluição da água ou aquáticaPoluição do ar ou atmosféricaPoluição do soloPoluição sonoraPoluição visualPoluição luminosaPoluição radioativa

16. As categorias de poluição são inter-relacionadas Esse contexto ambiental está inserido em outro mais amplo: Social, Técnico-Econômico e Político

17. . . TRANSPORTE, MEIO AMBIENTE E ENERGIA Emissões globais por grupos de países Países de 1.º Mundo: 70% das emissões América latina: 15% das emissões Contribuições de veículos a motor para as emissões antropogênicas globais de poluidores do ar, 1986-1987 Poluente Participação nas emissões globais (%) Distribuição (%) OECDEuropaÁfrica Leste &Amer Lat. Ásia C. & Ásia Diox.Carbono 14 69 9 22 CFC-12 28 90* <10* <10* Mon.Carbono 10-54 73 11 16 Ox.Nitrogênio 29-32 75 11 14 Hidrocarbonetos 47-49 73 12 15 Chumbo 60 50 18 32 Nota: * Valores muito baixos para definir quantidade. Ref: Faiz (1993)

18. Tabela 2 - Poluição atmosférica no corredor Rebouças em São Paulo - 1997 Poluente Volume anual(ton) Fonte Contribuição(%) CO 6768 Autos 97.8 Ônibus 2 Caminhões 0.2 HC 641 Autos 96.1 Ônibus 3.4 Caminhões 0.5 Nox 340 Autos 67.4 Ônibus 28.5 Caminhões 4.1 Sox 77 Autos 34.2 Ônibus 57.9 Caminhões 7.9 Fonte: CET (1988) TRANSPORTE, MEIO AMBIENTE E ENERGIA Centros Urbanos Brasileiros São Paulo: monóxido de carbono (CO) e dióxido de enxofre (SO2) OMS, com 13% de aumento da mortalidade de crianças e idosos devida à poluição. 94% das emissões de monóxido de carbono, 77% de hidrocarbonetos (90% dos carros), 82% de óxido de nitrogênio (60% dos carros), 73% de óxido de enxofre e 31% das matérias particuladas (maior parte dos ônibus). Frota a Diesel causa 80% das emissões de Ozônio e 40% da de material particulado. Uma moto pode poluir tanto quanto 120 carros e um passageiro de automóvel polui 28 vezes mais que o de ônibus. Rio de Janeiro: matéria particulada e o SO2.

19. TRANSPORTE, MEIO AMBIENTE E ENERGIACentros Urbanos Brasileiros Alguns cases nacionais internacionais: Porto Alegre- diesel metropolitano: 75%- de S, com redução de 70% de O2S no ar Curitiba- carros a álcool Vancouver- células- combustível (H) EUA e Europa: gás natural O setor de transporte brasileiro consome 45% dos derivados de petróleo

20. TRANSPORTE, MEIO AMBIENTE E ENERGIACentros Urbanos Brasileiros Fonte:órgãos da CNT

21. O Trinômio Energia-Transporte-PoluiçãoO caso europeu

22. O Trinômio Energia-Transporte-PoluiçãoO caso europeu IMPACTO DO TRANSPORTE RODOVIÁRIO NA POLUIÇÃO DO AR METODOLOGIA DE PREVISÃO DE EMISSÕES E DISPERSÃO APLICAÇÃO A UMA ZONA DE LISBOA M. Coelho, J. Domingos e T. Farias Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior Técnico de Lisboa

23. “(evoluções distintas entre 1990 e 1998: verifica-se que as emissões de NOx, PM e CO2 aumentam 3%, 45% e 66%,respectivamente, e por outro lado, as emissões de CO e VOC diminuem 17% e 25%, respectivamente. Assim, denota-se um grande crescimento das emissões de CO2, neste período de tempo, o que vem demonstrar a grande importância do tráfego na contribuição para o aumento do efeito de estufa)”. Coelho, M., Domingos, J. e Farias, T

24. O Trinômio Energia-Transporte-PoluiçãoO caso europeu A abertura das fronteiras e a disponibilidade de transportes têm oferecido aos cidadãos europeus níveis de mobilidade pessoal sem precedentes. As mercadorias são enviadas rápida e eficazmente da fábrica para o cliente, não raro em países diferentes. A União Européia tem contribuído, mediante a abertura dos mercados nacionais à concorrência e a eliminação dos entraves físicos e técnicos à livre circulação. Mas os atuais modelos e ritmos de crescimento dos transportes são insustentáveis.

25. O Trinômio Energia-Transporte-PoluiçãoO caso europeu O sector dos transportes gera 10% da riqueza da EU e justifica mais de dez milhões de postos de trabalho. A eliminação dos entraves ao comércio e às viagens internacionais tem incrementado o volume do transporte de longo curso de mercadorias e passageiros. Este fenómeno está a ser repetido na sequência do alargamento da UE de 2004 com aumentos significativos, especialmente do transporterodoviário de mercadorias, entre os novos Estados-Membros e o resto da União. O congestionamento em estradas e aeroportos agrava a poluição, estimando- se que seja responsável por um aumento de 6% no consumo de combustíveis na EU, diminuição de 4% do produto interno bruto.

26. O Trinômio Energia-Transporte-PoluiçãoO caso europeu PAC em Transportes no MÚE: Abertura de concorrência nos mercados nacionais de transportes de toda a União, designadamente nos sectores rodoviário e aéreo e, em menor escala, no ferroviário. Em Março de 2003, entrou em vigor um primeiro pacote de medidas destinadas a liberalizar a infra-estrutura ferroviária, abrindo à concorrência cerca de 70-80% do tráfego de mercadorias nas principais linhas de caminho-de-ferro.

27. O Trinômio Energia-Transporte-PoluiçãoO caso europeu A UE promove também grandes projectos de infra-estruturas de transporte, as chamadas Redes Transeuropeias (RTE). De entre os projectos RTE prioritários, destacam-se: • a eliminação de pontos de estrangulamento na principal via fluvial este-oeste, que liga o Reno, o Meno e o Danúbio; • um programa de regulamentação do tráfego nas congestionadas linhas de navegação ao largo do litoral da UE; • diversas beneficiações nas linhas ferroviárias norte-sul e este-oeste.

28. O Trinômio Energia-Transporte-PoluiçãoO caso europeu Balanço pós PAC: Congestionamentos Predominância do transporterodoviário Poluição e fragmentação dos sistemas: 28% do total de emissão de CO2. Mercadorias: Caminhões: 44% Marítimo: 41% Ferroviário: 8% Fluvial: 4% Passageiros: Veículos individuais: 79% Aéreo: 8% Ferroviário: 6%

29. O Trinômio Energia-Transporte-PoluiçãoO caso europeu 2006 Novo Plano de Ação: Transporte combinado: rodo-ferroviário, marítimo-ferroviário ou aero-ferroviário Priorização da ferrovia no transporte de mercadorias através de incentivos. Introdução de taxas pelo congestionamento a quem utiliza a infra-estrutura escassa, similar ao sistema Londrino de 2003.estrutura que ocupam na estrada, nos aeroportos ou noutros meios de transporte. Normas e fiscalização de navios petroleiros

30. Principais Usos Finais Estacionários • Iluminação • Força Motriz • Refrigeração • Aquecimento e cocção • Condicionamento Ambiental

31. Iluminação – Lâmpadas Incandescentes

32. Iluminação - Lâmpada De Descarga

34. Lâmpada x Eficiência

35. Força Motriz • Fonte do trabalho produtivo da sociedade industrial moderna, movimentam geladeiras, sistemas de aeração e aquecimento, bombas, ventiladores, compressores industriais, fluxo de água. • Papel fundamental na economia, mas avanços tecnológicos mínimos quando comparados aos avanços alcançados pela área da informática e da telecomunicação. • Hoje em dia: novos desenvolvimentos de eletrônica de potencia e de materiais magnéticos, projetos de sistemas de acionamento elétricos e eficiência no uso racional da energia.

36. Força Motriz • Consome aproximadamente 2/3 de toda eletricidade produzida mundialmente. • No Brasil, a força motriz relativa aos motores elétricos representa um dos mais importantes usos finais no consumo de energia elétrica. • Setor industrial: 40 a 50% da energia elétrica consumida • Consumo total de todos os setores: 30% do total (apenas motores de uso industrial).

37. Refrigeração • Uso finais de importância significativa no mercado de energia elétrica, ramos industriais e de serviços como, indústria alimentícia, supermercados etc. • Sistema constitui-se basicamente de um ciclo fechado para um fluído refrigerante, que percorre um circuito passando por um compressor, condensador, válvula de expansão termostática e evaporador, retirando calor do meio a ser resfriado através do evaporador e transferindo-o ou dissipando-o ao ambiente exterior através do condensador. • Há também o processo de refrigeração pelo chamado ciclo de absorção (Co-geração).

38. Refrigeração – Setor Residencial Evolução da Eficiência de Refrigeradores (Modelo 1 Porta, 250-300 l) • Diferença de até 70% no consumo (86-90) • Em 90: 24% mais de consumo médio que em 2000 2000: 294 | 438 | ~ 350 2005: 284 | 350 | ~ 320

39. Aquecimento de Água • Média nacional de 17% do consumo residencial podendo chegar a 30% nas regiões frias, com destaque para o chuveiro elétrico • Classificação das Instalações de acordo com o fluído empregado: -tudo ar -ar-água -tudo água -de expansão direta

40. Condicionamento Ambiental • Média nacional de 20% do consumo do setor comercial • Classificação: -de compressor alternativo 1200 W p/ ciclo de 7500 BTUs -de compressor rotativo 720W p/ ciclo de 7500 BTUs -a gás natural

41. Impactos Ambientais de Usos Finais • Descarte de lâmpadas As lâmpadas fluorescentes contêm substâncias nocivas ao meio ambiente, como metais pesados, onde sobressai o mercúrio metálico. A produção anual de lâmpadas fluorescentes no Brasil consome 5 toneladas de mercúrio. Ainda que o conteúdo de uma única lâmpada seja desprezível, o efeito da somatória das lâmpadas anualmente descartadas (cerca de 50 milhões) certamente não é.Enquanto intacta, a lâmpada fluorescente não oferece risco para o manuseio. Entretanto, ao ser rompida, libera seu conteúdo de vapor de mercúrio que, quando aspirado, causa intoxicação. Dependendo da temperatura do ambiente, o vapor de mercúrio pode permanecer no ar por muitos dias - até 20 dias durante o inverno! - sendo absorvido principalmente pelos pulmões. Por outro lado, o aterramento das lâmpadas permite que o mercúrio se infiltre no solo, atinja mananciais e acabe com a cadeia alimentar humana. Uma opção para a destinação das lâmpadas é a reciclagem de seus componentes, basicamente o mercúrio, o alumínio e o vidro.

42. As categorias de poluição são inter-relacionadas Contexto dos Ciclos de Vida dos Materiais e Componentes e Produção Industrial do equipamento e pelo equipamento

43. Impactos Ambientais na Indústria • Países desenvolvidos: indústria consome de 35% a 40% de toda a energia utilizada • Indústria é responsável por 20% de toda a poluição lançada na atmosfera • Principal fonte de emissão de metais pesados tóxicos • Grande uso de CFC nos processos industriais • Proliferação de novas substância químicas: estimavam-se 100.000 substâncias químicas no início da década de 90 com crescimento anual de 1.000 novas substâncias • Apesar de permanecer como principal fonte de emissão de particulados e de compostos orgânicos voláteis, a indústria conseguiu reduzir consideravelmente as emissões de gases ao longo das últimas décadas

44. Consumo global de CFC Fonte:Goldemberg, José, Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento, Edusp, São Paulo, Brasil, 1996.

45. Impactos Ambientais no Macro Setor da Construção Civil • Setor consome grande quantidade de energia em todas as atividades da cadeia produtiva • 80% da energia utilizada na contrução de edifícios é consumida na produção e transporte de materiais • Cimento Portland: 2º material mais consumido no mundo • A produção de 1 ton de Cimento Portland pode consumir entre 60kg e 130kg de óleo combustível e 110kW.h de ee • Indústria do cimento é responsável por 5% das emissões totais de CO2 • O setor é um dos maiores consumidores dos recursos naturais do planeta

46. Substituição, Ajuste e Dimensionamento de Equipamentos • Iluminação: Utilização de controles de Iluminação (Setores Comercial e Público) Substituição de lâmpadas LI por LFCs (Impactos Ambientais e Técnicos) • Condicionamento Ambiental: Reajuste de sistemas de Ar Condicionado (Setor Comercial) • Substituição de Eletrodomésticos Refrigeradores (Setor Residencial – 33% do Consumo) • Aquecimento de Água (Setor Residencial – 20% do Consumo) Utilização de Coletores Solares Cogeração • Dimensionamento, ajuste e substituição de motores

47. Seleção de Combustíveis • Substituição da eletricidade da rede por GN (setores industrial, comercial e residencial) Uso de Derivados do Petróleo no Setor Industrial • Substituição de Diesel por combustíveis renováveis (GN, Biodiesel ou Álcool) Benefícios principalmente de ordem econômica e ambiental • Economia de consumo de combustíveis (setor de transportes - veículos leves, transporte de carga ou público)

48. Informação e Educação • Etiquetagem de eletrodomésticos • Selo verde de eficiência energética • Divulgação de material informativo Conscientização de Hábitos de Consumo • PROCEL na Escola (Capacitação de Profissionais, Professores e Conscientização de Alunos) • CONPET na Escola • Desvantagem: dificuldade de aferição e contabilização de resultados

49. Meio Ambiente Sustentável Fonte: R. Skinner, “Efects of CO2 Reduction Policies on Energy Markets”, em The Economics of ClimateChange, Proceedings of an OECD/IEA Conference 1994 OECD, Paris, França (1994).

50. Medidas (Ações e Programas) de Conservação Energética e Minimização de Impactos Ambientais • Substituição, Ajuste e Dimensionamento de Equipamentos • Seleção e Substituição de Energéticos e Eficientização de Sistemas de Combustão • Edifícios Eficientes e Arquitetura Bioclimática • Programas de Informação e Educação