Autor(es): Penisga, Bruno Miguel Cabrita
Data: 2016
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10451/23532
Origem: Repositório da Universidade de Lisboa
Assunto(s): Elevada penetração de fontes renováveis; Sistema de armazenamento de eletricidade; Veículos elétricos; Modelação de sistemas de energia; EnergyPLAN; Teses de mestrado - 2016; Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia
Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016
A exploração intensiva dos recursos fósseis e os problemas ambientais que lhe estão associados colocam em causa o paradigma energético atual. Como resposta, têm sido criadas diversas metas que visam mitigar as alterações climáticas através da redução da emissão de gases com efeito de estufa. A mais importante é a decorrente da Conferência das Nações Unidas em Paris, em que 196 países desenvolvidos e em vias de desenvolvimento acordaram tomar medidas no sentido de a temperatura média do planeta não exceder os 2ºC, com aspiração a 1.5ºC. Nesta matéria a União Europeia tem assumido a liderança, com a criação de um ambicioso Pacote Energia-Clima, que inclui um forte aumento da incorporação de fontes de energias renováveis no setor elétrico. Numa larga escala, contudo, a incorporação destas fontes coloca desafios, dado o seu carácter não regulável. Portugal apresenta um recurso de energias renováveis muito grande, cujos investimentos e exploração têm resultado em elevados níveis de penetração eólica e hídrica. Contudo, como Portugal no contexto do mercado de eletricidade europeu tem a exportação restrita, torna-se difícil escoar o excesso de eletricidade em cenários com ainda mais alta penetração renovável. Tal deve-se à semelhança temporal entre Portugal e Espanha da produção renovável e à produção nuclear constante em França, sendo especialmente críticos os períodos de vazio. Deste modo, o aumento da incorporação renovável em Portugal tem duas condicionantes: (1) reforço da capacidade de interligação entre a Península Ibérica e o resto da Europa. Existem metas europeias que preveem que até 2020 esta ligação atinja 10% da capacidade instalada no sistema electroprodutor; (2) o aumento da capacidade de armazenamento. Até à data, as hídricas com albufeira tem sido a única forma de Portugal armazenar eletricidade em larga escala. Perspetiva-se contudo que no futuro os veículos elétricos possam servir de unidades distribuídas de armazenamento, dada a capacidade das suas baterias, constituindo no seu conjunto uma forma adicional de armazenar energia em larga escala. Partindo deste contexto, neste trabalho analisa-se o impacto destes cenários no sistema elétrico português num horizonte temporal até 2050. O EnergyPLAN foi escolhido como ferramenta de simulação para este estudo. Os resultados demonstram que o crescimento da potência renovável em Portugal, nomeadamente fotovoltaica, pode funcionar em complementaridade com a integração de veículos elétricos. Os resultados mostram que partir de 2040 a importância da bombagem hidroelétrica para armazenar eletricidade começa a diminuir, podendo ser substituída com vantagem pelo armazenamento de energia nos veículos elétricos.
The intensive exploitation of fossil fuels along with its environmental issues are changing the energy paradigm of nowadays. As such, several paths to mitigate climate change have been created through reducing greenhouse gas emissions. The most important results from United Nations Paris Conference, in which 196 developed and developing countries agreed to take steps so that the planet average temperature does not exceed 2°C, with aspiration to 1.5 °C. The European Union has been on the front run of these issues, with its Climate and Energy package, whose goal is to greatly increase the share of renewable sources in the energy systems. However, the large-scale renewable energy integration is limited by its temporal variability. Portugal is rich on renewable resource, whose exploration led to high wind and hydro penetration. However, Portugal is restricted on its export capacity of surplus electricity through the European electricity market. This is due to the Portuguese and Spanish renewable production similarity and the constant nuclear production in France, mainly during off-peak hours. Thus, the increasing of renewable incorporation in Portugal is restrained by two factors: (1) the European interconnection capacity; (2) the storage capacity. So far, the hydroelectric pumping storage has been the only way Portugal has to store electricity on large scale. However, given the plenty of renewable resource, it would be interesting to assess the future potential use of electric vehicles as distributed storage of electricity. Departing from this, this work analyses the impact of these scenarios in the Portuguese electrical system until the year 2050. The EnergyPLAN was chosen as the simulation tool for this study. The results show that the growth of renewable power in Portugal, namely photovoltaics, can work in complementarity with the integration of electric vehicles. In 2050, renewable penetration in the electricity sector may even reach 74%. The results show that from 2040 on the importance of hydropumping to store electricity starts to decrease, as it can be replaced with advantage by charging electric vehicles.
