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O PICO DO PETRÓLEO
E O DESTINO DA
HUMANIDADE
CAPÍTULO 4B – Serão as Energias
Renováveis capazes de resolver o
problema?
Robert Bériault
Tradução por Luís de Sousa
E então a
economia do
hidrogénio de que
os Terráqueos
falam tanto?
Uma economia de hidrogénio:
O que implica? É fazível?
A ideia é substituir o petróleo usado
nos transportes por hidrogénio.
Para tal seria necessário construir:
700 milhões de carros com células de combustível
Os complexos de aero-geradores ou de células
fotovoltaicas para produzir energia eléctrica
renovável
As infraestruturas para produzir hidrogénio
líquido, armazena-lo e leva-lo ao consumidor
Estações de hidrogénio para substituir as actuais
de gasolina e gasóleo.
Uma economia de
hidrogénio teria
também de incluir a
camionagem,
transportes aéreos e
marítimos.
Vantagens do hidrogénio:
 Pode ser produzido a partir de energia
eólica, solar, hídrica ou nuclear
 Combustão limpa. A água é o único
subproduto
 Portabilidade: Poderá ser a forma mais
prática de “levar” energia aos veículos
Problemas do hidrogénio - 1
Características físicas:
Hidrogénio
Número Atómico: 1
Massa Atómica:
1.00797
10 X mais inflamável que a
gasolina
O seu alcançe explosivo é 20
X superior ao da gasolina
Pouca energia por volume
(requer tanques enormes)
Chama invisível
Tamanho reduzido da
molécula de hidrogénio, perdese facilmente
Problemas do hidrogénio - 2
Ambas as formas de armazenamento são problemáticas
Quando usado como
gás tem de ser
guardado a altas
pressões
(700 – 1400 Kg / cm2)
ou
Hidrogénio comprimido para
usar em autocarros
Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004
Usado como líquido é mais
fácil de transportar.
MAS RESULTA EM:
uma perca de 30% no
processo de liquefação
+ 1.7% de percas por
evaporação
por dia
Hidrogénio líquido para usar em carros
Problemas do hidrogénio - 2
Ambas as formas de armazenamento são
problemáticas
De qualquer das
formas, o
estacionamento
interior é para
esquecer
Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004
Problemas do hidrogénio - 2
Transporte para as estações seria problemático
=
Para transportar a mesma
quantidade de energia são
necessários 21 camiões de
hidrogénio para cada
camião de gasolina*
* The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak?, Baldur Eliasson e Ulf Bossel,
ABB Switzerland Ltd.
Problemas do hidrogénio - 3
Efeito na camada de ozono
Se o
hidrogénio
substituísse os
combustíveis
fósseis por
inteiro:
As fugas de hidrogénio seriam
semelhantes aos clorofluorocarbonetos
(CFCs)
Poderia causar indirectamente uma
quebra de 10% no ozono atmosférico
Os cientistas não estão certos
quanto aos efeitos na atmosfera
porque ainda têm um conhecimento
limitado acerca do ciclo do hidrogénio.
Instituto de Tecnologia da Califórnia 12 de Junho, 2003
Problemas do hidrogénio - 4
Não é uma fonte de energia mais
sim um acomulador de energia
Não existem fontes de hidrogénio exploráveis no subsolo
É sempre necessária mais energia para produzir hidrogénio do
aquela que ele contém*
Porquê? – porque o
processo cria um produto
residual: calor (energia
calorífica)
A culpa é das leis da
termodinâmica!
* “The Party’s Over: Oil, War and the Fate if Industrial Societies”, Richard Heinberg
Problemas do hidrogénio - 5
A tecnologia não está pronta:
As células de combustível para
os carros ainda estão em
desenvolvimento
É possível que tenhamos de
usar o hidrogénio directamente
como combustível nos motores de
combustão interna
Problemas do hidrogénio - 6
O hidrogénio comercial
é quase todo obtido por
reformação de gás
natural ou gasificação de
carvão. *
A infraestrutura para
produzir hidrogénio por
hidrólise da água em
larga escala teria de ser
construída a partir do
nada.
* D.R. Simbeck, Vice-Presidente Technology, SFA Pacific, Inc., Mountain View, CA
Problemas do hidrogénio - 7
Custo das infraestruturas:
Para se converter uma infraestrutura de gasolina para
uma de hidrogénio são necessárias grandes
quantidades de :
Energia
Capital
Pode-se constatar que o hidrogénio
produzido da água é muito mais caro
Hidrogénio a
partir de água
Hidrogénio a
partir de carvão
Hidrogénio a
partir de gás
natural
Custo da gasolina para o
mesmo número de Km
percorridos
Dólares por galão de
energia, tirando imposto
Relatório da Exxon-Mobil , Outubro de 2004
De que coisas terias de abdicar se
um depósito custasse 400 € ?
Problemas do hidrogénio - 8
Hoje em dia não é produzido hidrogénio a
partir de energia eólica ou solar:
Simplesmente não faz sentido
economicamente porque o gás natural é muito
barato
Fará algum dia sentido enconomicamente?
Quando o petróleo e o gás encarecerem:
Em vez de passarmos ao hidrogénio, fará
economicamente mais sentido :
Comprar um
carro a gasolina
mais pequeno
Andar de
bicicleta
Caminhar
Andar de
transportes
públicos
Some
Alguns analysts
analistas
concluem que:
conclude
that:
uma
ECONOMIA DE HIDROGÉNIO
nunca será
economicamente viável
Há muitas
notícias sobre
etanol nos
jornais.
O etanol não
pode substituir a
gasolina?
Plantar o nosso combustível…
Primeiro,
Plantar milho para fazer
etanol rouba muita
terra arável à produção
de alimentos
Suponhamos que os americanos
trabalhariam como loucos daqui até 2020:
…e mudassem todos os seus 300
milhões de carros para etanol
produzido a partir de milho…
Imagina quanta terra seria
necessária para plantar o milho!
Parte vermelha =
área necessária
para os EUA
substituirem as
necessidades de
gasolina de 2020
da área dos Estados Unidos
Nos dias de hoje a terra
arada faz cerca de 19% da
área dos EUA
Relatório da Exxon-Mobil, Outubro de 2004
Num mundo de produção de cereal
per cápita em declínio, é sensato
criar outro uso para a terra arável?
E aqui fica outra coisa acerca do
etanol de milho:
A Energia Recuperada
por Energia Investida
é baixa (1.7 para 1).
É necessária quase tanta energia
para plantar o milho e produzir o
etanol como a que aproveitamos
do próprio etanol.
Alguns peritos em energia dizem:
Se vamos fazer etanol a partir do milho…
… podemos também correr atrás da cauda!!!
Está bem, e então
aquele gasóleo que
podem fazer a partir
daquelas criaturas
verdes pequeninas ?
Aquilo de que falas é o biodiesel de
algas:
Podes encontrar artigos
interessantes na internet
acerca desta fantástica
tecnologia ainda por
desenvolver.
Se acreditares no que dizem,
por uma fracção do custo
anual das suas importações,
os EUA podem construir
instalações capazes de
substituir todas as
necessidades de combustíveis
líquidos do país.
Cientista examina um frasco de
óleo produzido por algas
Biodiesel de algas:
O processo utilizaria as
àguas residuais da
agricultura e dos
esgotos municipais onde
cresceriam algas que
produzem óleo.
Estes óleos podem ser
usados direactamente
nos motores a diesel se
misturados com 10% de
metanol.
Botryococcus, uma alga
produtora de óleo
Michael Briggs, Departamento de Física da Universitdade de New Hampshire.
Biodiesel de algas:
Se uma coisa é boa de
mais para ser verdade…
…tira as tuas conclusões
Cepticismo à parte,
pode valer a pena
gastar algum
dinheiro a
investigar isto.
Eu vi painéis solares da
minha nave. Eles não
podem resolver a crise
do petróleo?
Ouvi dizer que podem
produzir hidrogénio
Os painéis
fotovoltaicos
(solares)
convertem a luz
solar
directamente em
electricidade
Vantagens:
Silenciosos
Podem ser colocados nos
telhados, perto dos pontos de
utilização
Pouca manutenção, excepto
lavagem e descongelação
US General Services Admin., Região de Pacific Rim
Problemas da energia solar - 1
Os painéis solares ocupam muita área de
superfície
Para substituir 1 reactor nuclear
seriam necessários
75 km2 de painéis solares no sul do Canadá
Problemas da energia solar - 2
Não funcionam:
1) Quando está
nublado
(pensa em Novembro
e Dezembro)
2) De noite
Problemas da energia solar - 3
A electricidade produzida não pode ser usada
nos transportes
…a não ser se
convertida num
combustível
Problemas da energia solar - 4
Muito mais cara do que aquilo a que estamos
habituados
Electricidade de painéis
solares custa
presentemente
57¢ por KWH*
vs.
6¢ para a electricidade
do carvão ou de
hidroeléctricas
* http://www.solarbuzz.com
A grande dificuldade com a
energia fotovoltaica é não
existir uma forma barata de
armazenar a electricidade
durante o dia…
…para que
tenhamos energia
durante a noite.
Uma maneira de resolver o problema
seria converter a energia extra em
hidrogénio durante o dia – e
converter o hidrogénio outra
vez electricidade à noite.
Energia solar
Hidrogénio
Electricidade
O problema em fazer isto, é que
em cada passo do processo de
conversão, perdemos parte da
energia em calor dissipado.
As malditas leis da
termodinâmica outra vez!
Aqui está um exemplo das perdas de energia em cada
passo do processo:
A energia
solar é usada
Célula de
para produzir O hidrogénio
Percas de
hidrogénio
é liquefeito hidrogénio no combustível
converte o
Painel solar
por
para ser
transporte e hidrogénio em
produz
electrólise
armazenado aramzenamento
Transformação
electricidade
electricidade
& transmissão Consumidor
Percas de
energia: 25%*
30%*
15%**
20%z
10% zz
* The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak? Baldur Eliasson e Ulf Bossel
ABB Switzerland Ltd., Corporate Research, Baden-Dättwil / Switzerland
** Relatório Exxon-Mobil, Outubro de 2004
z “Solid Oxide Fuel Cell Developers Claim 50% Efficiency” I.H.S. Petrochemicals
“Fuel Cell Efficiency: A Reality Check”, E.V. World
zz Overview of the Electric Grid, Departmento de Energia dos EUA
Devido às percas de energia os 57¢ por KWH
passam para $1.77 per KWH !!!*
A energia
solar é usada
Célula de
para produzir O hidrogénio
Percas de
hidrogénio
é liquefeito hidrogénio no combustível
converte o
Painel solar
por
para ser
transporte e hidrogénio em
produz
electrólise
armazenado aramzenamento
Transformação
electricidade
electricidade
& transmissão Consumidor
Percas de
energia: 25%*
30%*
15%**
*Calculos feitos pelo autor: vê “Ler Mais” no Índice
20%z
10% zz
Os canadianos pagam
hoje em dia entre
5¢ e 8¢ por KWH
Por estes cálculos,
uma conta mensal
de $100 em hydroelectrética passaria
para $2700!!!
Calculos feitos pelo autor: vê “Ler Mais” no Índice
E nos meus cálculos
usei os números mais
optimistas!
Problemas da energia solar - 5
A 45º latitude os painéis solares precisam de funcionar
5 anos para recuperarem o seu custo de fabrico.
É pouco provável que no
futuro sejamos capazes de
fabricar novos painéis
solares com a energia que
os existentes produzem.
Os custos de fabrico dos painéis
solares dependem muito do custo da
energia.
Por isso tornar-se-ão muito mais
caros.
Havia muito vento
quando aterrei aqui.
Porque não investe o
Canadá em energia
eólica? Podiam ter
parques eólicos por
todo o lado.
Vantagens da energia eólica:
Preços quase competitivos
com os combustíveis fósseis.
Muitos locais adequados no
Canadá
Não são poluentes depois de
construída a infraestrutura
É um recusro renovável
Grande potencial
Problemas da energia eólica - 1
Produção errática – Os aero-geradores não funcionam quando:
1- O vento é muito forte
2- O vento é muito fraco
Problemas da energia eólica - 2
Produção errática – afecta o custo por KWH
Os aero-geradores são classificados
de acordo com a sua produção
máxima em condições óptimas.
A energia realmente produzida por
ano é cerca de 16% a 35% dessa
capacidade máxima.
i.e.: Um conjunto de 1000 Megawatt
produziria em média 250 Megawatts
durante um ano
http://www.eon-netz.com
Problemas da energia eólica - 3
Períodos de inactividade requerem a intervenção dos combustíveis
fósseis
Por outras palavras, vai ser sempre necessária uma central
eléctrica tradicional pronta para os dias sem vento.
Nos dias
sem vento:
Vamos
precisar
de:
Problemas da energia eólica - 3
Portanto os parques
eólicos não reduzirão o
tamanho da nossa
infraestrutura de
combustíveis fósseis.
Problemas da energia eólica - 4
A energia em excesso não é armazenável
facilmente
Pode ser guardada em forma de hidrogénio
líquido ou em água bombeada para
reservatórios, mas a infraestrutura tem ainda
de ser construída.
Outros métodos serão possíveis, se sujeitos a
investigação.
Problemas da energia eólica - 5
Não serve para os transportes, tirando 2 casos:
1- Cada KWH produzido a partir do vento é menos 1
KWH de petróleo ou gás que se gasta. O
petróleo e gás assim poupados podem ser usados
nos transportes.
2- A electricidade pode produzir hidrogénio para
usar nos transportes
Peritos em enrgia dizem:
O vento é a
energia renovável
mais rentável a
seguir à
hidroeléctrica
Recomendam que
se invista nela
fortemente
enquanto o
petróleo é barato
E então aquele carrito
engraçado de ar
comprimido? Podia-se
usar a energia eólica ou
hídrica para comprimir o
ar.
Cerca de oito cavalos de electricidade são
usados para gerar um cavalo de ar comprimido.*
Será esta uma maneira inteligente de usar a energia eólica ou solar?
Podemos dar-nos a esse luxo?
E então todos aqueles barris de petróleo necessários para construir o
carro?
* Minnesota Technical Assistance Program
Se calhar estás a pensar que fomos longe
demais a explorar os recursos da Terra.
No Capítulo 5 podes ler acerca de uma
sociedade antiga que fez o fazemos agora
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