Aula 1 - Histórico dos sistemas energéticos

Question 1

Cite pelo menos 5 fronteiras planetárias que podem ser ameaçadas pela “agenda do crescimento”

Answer 1

As 10 fronteiras são (slide 9 aula 1):

1 - Mudança do Clima

2 - Ciclo do nitrogênio

3 - Ciclo do fósforo

4 - Acidificação oceânica

5 - Poluição química]

6 - Uso da terra

7 - Uso da água potável

8 - Perda de Biodiversidade

9 - Aerosóis na atmosfera

10 - Depleção do Ozônio

Question 2

De que formas uso de energia e modelo socioeconômico podem se influenciar?

Answer 2

As modificações e o desenvolvimento dos sistemas sócio-econômicos moldam os padrões de uso de energia das populações. Por outro lado, as restrições de abastecimento e o custo da energia influenciam decisivamente as trajetórias de desenvolvimento dos sistemas sócio-econômicos

(Aula 1 slide 23)

Question 3

Explique a teoria da “Colina Energética” ou Curva de Kuznets (questão de prova em 2018)

Answer 3

A colina energética é uma forma de ilustrar a complexidade da relação energia e crescimento econômico.

• Na fase I, de transição para uma economia industrial, intensidade energética e PIB crescem juntos.
• Na fase II, a maturação da economia industrial e a passagem para uma economia de conhecimentos/serviços leva a um crescimento do PIB sem aumento da intensidade energética.
• Por fim, a fase III representa o desenvolvimento da economia de conhecimentos/serviços, onde o PIB cresce e a intensidade energética diminui.

(Aula 1, slide 24)

Question 4

Que fatores são determinantes para a evolução das fontes e das políticas energéticas? Use exemplos históricos.

Answer 4

1- Disponibilidade e preço da fonte
2- Limitações técnicas
3- Domínio tecnológico
4- Estratégia empresarial/governamental

A falta de disponibilidade da madeira e consequente preço elevado da lenha levou ao uso de carvão. Com sua adoção pelas camadas mais ricas da sociedade, avanços tecnológicos surgiram ampliando ainda mais seu uso (domínio tecnológico).
Como era muito barato, diversos setores se adaptaram para usar carvão.

Porém o uso de carvão não atendia, por exemplo, a demanda por iluminação pública. Essa limitação técnica levou ao uso de querosene, i.e., petróleo, depois surgindo a usina elétrica a carvão. Com isso o petróleo se voltou ao setor de transporte.

Por volta de 1970, os choques do petróleo e as preocupações ambientais levaram o mundo a pensar em fontes alternativas de energia como estratégia de soberania e sustentabilidade.

(Aula 1 slide 28 a 36 e pdf “Power through the ages”)

Question 5

O que é energia primária? Cite exemplos.

Answer 5

É a energia contida nos recursos naturais como eles se apresentam, como a energia química no petróleo ou na biomassa, a energia potencial em um reservatório de água ou a energia eletromagnética presente na radiação solar
(“GEA_Chapter01.pdf”)

Question 6

O que é a energia secundária? Cite exemplos

Answer 6

São vetores energéticos, produtos da conversão da energia primária em uma forma que permite seu transporte e utilização. São exemplos a eletricidade, o etanol, a gasolina e outros derivados de petróleo.
(“GEA_Chapter01.pdf”)

Question 7

O que é a energia final? Cite exemplos

Answer 7

É a energia que foi transportada e distribuída até o seu local de consumo. É o caso da gasolina no posto, a eletricidade na tomada e a lenha no galpão.
(“GEA_Chapter01.pdf”)

Question 8

O que é energia útil? Cite exemplos

Answer 8

É a energia fruto da conversão da energia final através de aparelhos como máquinas ou veículos. Pode ser a energia cinética de um carro, o calor fornecido por um aquecedor ou a energia luminosa fornecida por uma lâmpada.
(“GEA_Chapter01.pdf”)

Question 9

O que são serviços energéticos e como o consumidor se porta quanto a eles?

Answer 9

São o resultado de uma combinação de tecnologias, infraestrutura, trabalho, materiais e formas de energia. Por exemplo: Iluminação, conforto térmico, mobilidade…

Em geral, ao consumidor só interessa o serviço energético, muitas vezes não conhecendo a cadeia responsável por ele. Assim, não importaria para o consumidor qual a fonte energética ou de que forma chega ao serviço.

(“GEA_Chapter01.pdf”)

Question 10

Descreva a estrutura de um sistema energético

Answer 10

O sistema energético utiliza recursos naturais para satisfazer necessidade humanas, causando impactos sociais, ambientais e econômicos no processo.

-> Primeiro, no setor energético, é feita a extração e tratamento do recurso para acessar a energia primária.
Depois tecnologias de conversão são usadas para obter a energia secundária.
Em seguida, a rede de distribuição fornece a energia final.
-> No setor de consumo (end-use), outras tecnologias são aplicadas para transformar energia final em energia útil.
-> A energia útil por sua vez atende a um serviço energético
(“GEA_Chapter01.pdf” figura 1.1)

Question 11

Que desafios envolvem a representação dos serviços energéticos segundo diferentes métricas?

Answer 11

Descrever o serviço energético pelo input energético, pode distorcer os resultados colocando um peso maior nos serviços menos eficientes.
Usar a energia útil como métrica pode minimizar essa distorção, porém é preciso lembrar que diferentes formas de energia útil como térmica e cinética não são intercambiáveis.
(“GEA_Chapter01.pdf”)

Question 12

Qual é a tendência para o futuro da demanda por serviços energéticos?

Answer 12

Aumentar à medida que o mundo continua a se desenvolver.

Question 13

Em que etapas do sistema energético se encontram oportunidades de melhorar sua eficiência?

Answer 13

Em todas elas.
Na conversão de energia primária em secundária pode-se optar por combustíveis mais eficientes; por integrar o sistema, por exemplo, aplicando co-geração; etc.
Pode-se melhorar o sistema de distribuição, diminuindo as perdas na conversão de energia secundária em energia final.
Pode-se melhorar o aparelho de consumo, convertendo mais energia final em energia útil (por ex: lampadas LED).
Pode-se melhorar a eficiência do serviço energético através de mudanças comportamentais (ex: desligar aparelhos quando não estiver usando)
(“GEA_Chapter01.pdf” figura 1.13)

Question 14

Qual a diferença entre energia direta e indireta?

Answer 14

Energia direta é um fluxo energético que vem da energia primária e secundária.

A energia indireta (ou embutida) é um fluxo energético comercializado na forma de commodities e produtos

(“GEA_Chapter01.pdf” pagina 27 do arquivo)

Question 15

Como a energia indireta pode levar a contagem dupla?

Answer 15

Quando um país exporta energia direta e importa energia embutida.
Por exemplo, se o Irã exporta um barril de petróleo para Cingapura, este mesmo barril pode ser reimportado pelo Irã na forma de plástico.
Assim, uma mesma unidade física foi contada duas vezes: uma vez quando exportada como petróleo e outra vez quando importada como plástico.
(“GEA_Chapter01.pdf” pagina 29 do arquivo)

Question 16

Como energia embutida pode dificultar o debate sobre mudanças climáticas?

Answer 16

Com a possibilidade de múltipla contagem de uma mesma unidade física.
Quando um país vende energia para outro país produzir matéria-prima e um terceiro país usá-la para vender um produto para um quarto país, se torna difícil não só quantificar o fluxo energético e de emissões, como também dificulta a responsabilização dos países por esse fluxo ou emissão.
(“GEA_Chapter01.pdf” pagina 29 do arquivo)

Question 17

Que papel o comércio internacional pode vir a ter no formato de uma curva de Kuznets energética? (questão de prova 2018)

Answer 17

Os países em desenvolvimento hoje tem mais oportunidades tecnológicas podendo assim achatar a curva Kuznets através de um “efeito tunel” e do “leapfrogging”, adotando tecnologias eficientes, mais sustentáveis e por mudanças na estrutura econômica. (Livro IAEA página 102 do pdf)

O comércio internacional pode contribuir com o efeito túnel através da troca tecnológica e pela maior oferta de materiais menos energo-intensivos. (Minha cabeça).

Question 18

Situe os dois “choques do petróleo” e o posterior “contra-choque” no tempo e discuta o possível impacto destes sobre a curva de kuznets de um país hipotético (Prova 2018)

Answer 18

O primeiro choque ocorreu em 1973 e o segundo em 1979.
O consequente aumento no preço do petróleo pode afetar um país diminuindo o consumo dos seus derivados.

O país então pode querer buscar processos mais eficientes para melhor aproveitar a baixa oferta combustível, e/ou investir em setores menos energo-intensivos como serviços. Ambas opções poderiam colocar o país na segunda ou terceira fase da curva, onde o crescimento econômico ocorre com uma estagnação ou diminuição da intensidade energética.

“However, since 1975, per capita energy use has remained remarkably flat
despite continuing growth in per capita income, illustrating an increas-
ing decoupling of the two variables as a lasting impact of the so-called “energy crisis” of the early 1970s, an experience shared by many highly
industrialized countries.” (GEA_Chapter1.pdf pagina 17)