Programação
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LINKS DAS AULAS (Lembrando que o acesso é com o e-mail USP):
20/05:
https://drive.google.com/file/d/1QLRXmikqzqQByWijQI6SYQjmrLEdzxkX/view?usp=sharing
27/05:
https://drive.google.com/file/d/1mlMXwI7cgsDVxdhA2auNln0SzbKBziJh/view?usp=sharing
03/06:
https://drive.google.com/file/d/1xXS3NdeCX9Zf10Qq2a2mJ3FSQl165sFe/view?usp=sharing10/06:
https://drive.google.com/file/d/1u8U1gUTteh5Hemwxv2dcFs_4GgVkdLPf/view?usp=sharing
17/06:
https://drive.google.com/file/d/1CWxVigJ76BmHrjz_rZtC0wsWfEI8E2lb/view?usp=sharing
24/06:
https://drive.google.com/file/d/1c-27FDf_8yX3Em8omosUDVu28h2QnRNi/view?usp=sharing
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Slides das aulas anteriores:
Introdução à indústria do petróleo
Sistemas petrolíferos das bacias brasileiras
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A atividade consiste na caracterização e análise dos recursos energéticos que atendem megacidades (>10 milhões de habitantes). O objetivo da atividade é entender as demandas energéticas das megacidades e como estas grandes aglomerações urbanas têm utilizado recursos energéticos fósseis ou renováveis e como projetam sua matriz energética futura, tendo como referência o ano de 2050.
Instruções para realização desta atividade assim como datas de entrega e avaliação de relatórios são apresentadas no arquivo anexo (EP-I-GSA0301).
A atividade será realizada em grupo.
Envio de dúvidas para o fórum de discussão da plataforma são incentivadas.
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Guia para avaliação dos relatórios - Megacidades
1. Conteúdo e análise comparativa
1.1. O relatório descreve os aspectos essenciais da matriz energética da megacidade em questão (origem da energia, consumo setorizado e custos)? Comente eventuais deficiências e/ou informe possíveis recomendações para aperfeiçoamento.
1.2. Avalie as vulnerabilidades (riscos ao fornecimento de energia) da matriz energética atual e discuta as incertezas associadas às projeções de crescimento da demanda até o ano de 2050.
1.3. Compare a matriz energética da megacidade em questão com a megacidade abordada pelo seu grupo de estudos.
2. Aspectos formais
2.1. Recomenda-se revisão da redação e formatação? Aponte alguns erros, se encontrados.
2.2. As fontes de dados são confiáveis? Comente.
2.3. Os dados apresentados estão adequadamente referenciados, ou seja, informações específicas apresentadas têm as fontes indicadas?
2.4. As referências bibliográficas estão padronizadas e contém as informações necessárias para consultá-las?
Data limite para entrega: 22/04/2020
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Relatório da BP com dados de consumo e produção de energia e emissões de carbono.
Dados categorizados por países.
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Contextualização do tema
O carvão mineral (coal) representa cerca de 27% da energia primária consumida no mundo. O carvão é um dos principais recursos energéticos utilizados para produção de eletricidade. Isto é evidente na matriz energética de algumas megacidades abordadas na Atividade I. Para estudo do carvão como recurso energético, vamos abordar os seguintes temas essenciais:
1. A gênese dos depósitos de carvão em bacias sedimentares.
2. A classificação do carvão.
3. A distribuição geográfica das reservas de carvão e seus controles geológicos.
4. Vantagens do carvão como recurso energético.
5. Impactos ambientais associados à indústria do carvão.
Questões para discussão
1. O que é carvão?
2. Como o carvão é formado?
3. Qual a distribuição geográfica e temporal dos depósitos de carvão?
4. Como o carvão é classificado (origem/tipo, rank e grau/qualidade)?
5. Quais os principais usos do carvão?
6. Como funciona uma termelétrica a carvão (veja vídeo adicionado)?
7. Quais os impactos ambientais associados ao uso do carvão?
8. Por que o Brasil tem baixo uso do carvão para produção de eletricidade em comparação à média mundial?
9. Como explicar o crescimento do consumo de carvão em escala mundial?
10. Carvão pode produzir energia limpa?
11. O que é o conceito de lock-in e como isto afeta os padrões de produção e consumo de energia?
12. Qual o preço do carvão e como variou ao longo do tempo (ver figura)?
13. O que é intensidade de carbono ("carbon intensity") e intensidade energética ("energy intensity")?
14. Quais fatores têm impulsionado o crescimento recente da produção e consumo de carvão?
15. Qual o recurso energético tem sido usado para reduzir o consumo de carvão térmico?
16. Qual a expectativa para demanda futura por carvão?
17. Energia elétrica produzida por termelétricas a carvão é mais barata (ver variação global do preço da energia elétrica)?
Termos-chave
Turfa (peat)
Maceral
Carvão húmico
Carvão sapropélico
Grau/qualidade do carvão (coal grade)
Rank do carvão (coal rank)
Carvão térmico
Carvão metalúrgico
Reflectância de vitrinita
Intensidade energética
Intensidade de carbono
Potência (kW, MW, GW)
Energia (kWh)
Material para leitura e consulta:
British Petroleum. 2018. BP Statistical Review of World Energy. (dados de reservas, produção e consumo)
CPRM-Serviço Geológico do Brasil: http://www.cprm.gov.br/publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas---Rede-Ametista/Carvao-Mineral-2558.html
Kentucky Geological Survey: https://www.uky.edu/KGS/coal/coal-rank.php
Nichols, G. 2009. Sedimentology and Stratigraphy. pp. 292-295. (aspectos básicos sobre carvão como sedimento orgânico)
O'Keefe et al. 2013. On the fundamental difference between coal rank and coal type. International Journal of Coal Geology 118, 58-87 (anexo). (conhecimento atual sobre origem e características do carvão)
*Steckel et al. 2015. Drivers for the renaissance of coal. PNAS e3775-E3781, DOI: 10.1073/pnas.1422722112
Distribuição geográfica dos depósitos de carvão (open.edu)
Distribuição temporal dos depósitos de carvão (open.edu)
Classificação do carvão (critério americano - Kentucky Geological Survey)
Funcionamento de uma termelétrica a carvão
*Ícaro: Veja o destino do enxofre
Preço do carvão
Preço da eletricidade (US$/kWh)
https://www.globalpetrolprices.com/electricity_prices/
Exercício-Problema II - O carvão na matriz elétrica brasileira
Nesta atividade, estudaremos as características da matriz de energia elétrica brasileira. Isto incluirá aspectos sobre a produção e transmissão da energia. A matriz elétrica brasileira é composta pelo Sistema Interligado Nacional (SIN) e por sistemas isolados. Estes sistemas são gerenciados pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS – ons.org.br) e são fiscalizados pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). O carvão mineral é utilizado em usinas termelétricas distribuídas no território brasileiro. Deverão ser levantadas as seguintes informações para caracterizar a participação do carvão na matriz elétrica brasileira:
1. Listar as usinas térmicas a carvão instaladas no Brasil. Informações essenciais são nome, localização (cidade/estado) e potência instalada (capacidade) de cada usina. Estas informações podem ser obtidas no mapa dinâmico do SIN (http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/mapas).
2. Calcular a capacidade total em usinas térmicas a carvão do Brasil e sua proporção na matriz elétrica nacional.
3. Identificar a origem do carvão que abastece as usinas térmicas brasileiras.
4. Avaliar se há relação entre a localização das usinas térmicas a carvão e localização das reservas brasileiras de carvão.
5. Estimar o impacto no custo de produção de energia caso térmicas a óleo diesel fossem substituídas por térmicas a carvão. Um exemplo de térmica a óleo diesel é a Usina Rio Acre (Rio Branco, AC).
6. Avaliar qual seria o impacto desta substituição (óleo diesel para carvão) nas emissões de carbono pela matriz elétrica nacional.
*Esta atividade deve ser realizada em grupo. Relatório sobre os itens 1 a 6 poderá ser encaminhado via e-disciplinas até 20/05/2020.
*Encaminhar o relatório em arquivo pdf com nome que identifica os componentes do grupo (ex. EPII_MHora_MPelissari_ASawakuchi.pdf).
*A atividade também está descrita no arquivo EPII-GSA0301.pdf (anexo)
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Conceitos fundamentais
Fissão nuclear e radiação ionizante
Combustível nuclear
Geologia das reservas de urânio no Brasil
Beneficiamento do minério de urânio
Enriquecimento de urânio
Usina termonuclear de energia
Rejeito radioativo
Radionuclídeo: isótopo emissor de radiação ionizante (ex. alfa, beta, gama, nêutrons, raio-X).
Atividade (Bequerel, Bq; Curie, Ci): número de desintegrações por unidade de tempo
Meia vida física (segundos, dias ou anos): tempo necessário para a atividade ser reduzida a metade
Dose absorvida (Gray, Gy): energia absorvida por massa ou energia transferida para o meio irradiado
Dose equivalente (Sievert, Sv): produto da dose absorvida pelo fator de peso (efeito) do tipo de radiação. Mede o efeito biológico
Questão para discussão na reunião do dia 20/05:
Energia nuclear é boa ou ruim?
Questão para discussão na reunião do dia 27/05:
Considere um cenário de acidente na Usina Nuclear de Angra 1 (Imagem abaixo), onde há vazamento de material particulado para a atmosfera e água do reator contendo 137Cs, 131I, 90Sr, 226Ra e 239Pu.
Quais seriam as prováveis rotas de dispersão destes radionuclídeos e quais seriam os riscos de contaminação a curto prazo (dias) e longo prazo (décadas)?
Consumo de energia primária global no período 1966-2017 categorizada por recurso energético (BP, 2018).
Fissão do U235
Depósitos de urânio no Brasil (www.inb.gov.br).
Geologia da Província Uranífera de Lagoa Real-Caetité (Costa et al., 1985).
Perfil esquemático de uma centrífuga para enriquecimento de U235.
Perfil esquemático do núcleo de um reator nuclear.
Ciclo do combustível nuclear.
Exemplos de radionuclídeos e suas meias vidas e tipos de radiação emitida. Para saber mais, consulte: https://www.epa.gov/radiation/radionuclides
Localização da Usina Nuclear Angra 1.
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Exercício-problema III - Energia hidrelétrica no Brasil sob cenários de mudança climática
As usinas hidrelétricas (UHE, CGH e PCH) geram a maior parte da energia elétrica consumida no Brasil. A produção anual de hidreletricidade depende da disponibilidade hídrica (precipitação e vazão dos rios) nas grandes bacias de drenagens brasileiras. Projeta-se que a mudança climática provocará alterações no padrão de precipitação em regiões tropicais nas próximas décadas.
Considerando este contexto, analise os efeitos da mudança climática na matriz de hidreletricidade brasileira. Aspectos a serem avaliados incluem, por exemplo, riscos ao fornecimento de energia, sazonalidade da produção de energia e custo da energia.
Cada grupo deverá apresentar esta análise em um relatório técnico de até 6 páginas (fonte 11, espaço simples).
Nomear arquivo (pdf) com nomes dos componentes do grupo.
Datas:
03/06/2020 - Discussão das abordagens definidas pelos grupos na reunião semanal.
16/06/2020 - Entrega do relatório técnico.
Ponto de partida para conhecer a matriz hidrelétrica nacional e o regime hídrico dos grandes rios:
http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/mapas
http://www.epe.gov.br/pt/areas-de-atuacao/energia-eletrica
https://www.cprm.gov.br/publique/Hidrologia/Apresentacao-34
10/06/2020: Emissões de gases de efeito estufa por usinas hidrelétricas
Por Dr. Dailson José Bertassoli Jr.
Lista de trabalhos citados pelo Dailson:
Tese de doutorado:
https://teses.usp.br/teses/
disponiveis/44/44141/tde- 11122019-093135/pt-br.php Dissertação de mestrado sobre o tema:
https://teses.usp.br/teses/
disponiveis/44/44141/tde- 22082019-144833/pt-br.php Notícias:
https://brasil.elpais.com/
brasil/2019/09/12/opinion/ 1568300730_780955.html https://brasil.elpais.com/
eliane_brum/2019-12-05/belo- monte-a-obra-que-une-os-polos- politicos.html https://www.americanscientist.
org/article/where-the-xingu- bends-and-will-soon-break Relatórios EPE e infográfico World Economic Forum:
Algumas referências bibliográficas:
Xingu, o rio que pulsa em nós : monitoramento independente para registro de impactos da UHE Belo Monte no território e no modo de vida do povo Juruna (Yudjá) da Volta Grande do Xingu / Juarez Pezzuti...[et al.]. -- 1. ed. -- São Paulo : Instituto Socioambiental, 2018.
A expulsão de ribeirinhos em Belo Monte: relatório da SBPC : [livro eletrônico] / Sônia Barbosa Magalhães, Manuela Carneiro da Cunha (Orgs.). – São Paulo: SBPC, 2017. 448 p. : il.
Eletrobrás. Aproveitamento Hidrelétrico Belo Monte. Environmental Impact Study, Eletrobrás, Rio de Janeiro, 426pp, 2009.
de Araújo, K. R., Sawakuchi, H. O., Bertassoli Jr, D. J., Sawakuchi, A. O., da Silva, K. D., Vieira, T. B., ... & Pereira, T. S. 2019. Carbon dioxide (CO2) concentrations and emission in the newly constructed Belo Monte hydropower complex in the Xingu River, Amazonia. Biogeosciences, 16(18), 3527-3542.
Deemer, B. R., Harrison, J. A., Li, S., Beaulieu, J. J., DelSontro, T., Barros, N., ... & Vonk, J. A. 2016. Greenhouse gas emissions from reservoir water surfaces: a new global synthesis. BioScience, 66(11), 949-964.
Ansar, Atif, et al. "Should we build more large dams? The actual costs of hydropower megaproject development." Energy policy 69 (2014): 43-56.
de Faria, F. A., Jaramillo, P., Sawakuchi, H. O., Richey, J. E., & Barros, N. 2015. Estimating greenhouse gas emissions from future Amazonian hydroelectric reservoirs. Environmental Research Letters, 10(12), 124019.
Latrubesse, Edgardo M., et al. "Damming the rivers of the Amazon basin." Nature 546.7658 (2017): 363-369.
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Visitem o site do "Iceland Deep Drilling Project"
Poço do projeto IDDP com saída de fluidos em alta temperatura (veja após 1min05s):
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A atividade final (40% da média) envolverá a análise crítica (texto individual, máximo de 2 pág., fonte times new roman 11pt, espaço simples ou texto escrito à mão) sobre o seguinte tópicos:
1. Discuta os pontos positivos e negativos da matriz de energia elétrica brasileira.
2. Em quais recursos energéticos você investiria para expandir a matriz elétrica brasileira? Justifique a(s) sua(s) escolha(s).
*Boas práticas acadêmicas - Prevenção de plágio
https://www.aguia.usp.br/noticias/plagio/
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