Energy planning for Bahia in 2050: scenarios and discussion related to renewable energy for eletricity generation

Energy planning is strategic and fundamental for any country or region that aims to ensure development and prosperity for its people. The Brazilian Electric Matrix needs to expand and diversify to ensure national energy security and simultaneously maintain its predominance in renewable sources. This is possible only through a coherent energy planning and appropriate public policies. This work is an exploratory research about the electricity sector in the State of Bahia and in the rest of Brazil. It aims to assess electricity supply/demand scenarios for 2050, focusing on the potential growth of concentrated generation based on wind, solar photovoltaic and biomass renewable sources in Bahia while considering sustainability issues. This study was based on the National Plans (PNEs), prepared by the Empresa de Pesquisa Energética – EPE (Energy Research Company), as well as on other technical documents that guide the Brazilian energy planning. Three national demand scenarios were proposed, being two among them based in pre-existing PNEs scenarios while the last one is a projection of the original scenario. Three supply scenarios were also designed for Bahia, based on the potential growth of the new renewable sources mentioned above. Finally, there was a data crossing between national demand scenarios and supply scenarios for Bahia, producing nine possible general scenarios. As results, eight general scenarios point to Bahia as a future net exporter of renewable energy against one single scenario pointing Bahia as a future net importer of electricity. Bahia can have socioeconomic gains with investments, the creation/maintenance of jobs, environmental benefits with reduction of GHG emissions; besides water savings liters for CHESF´s hydroelectric reservoirs.O planejamento energético é estratégico e fundamental para qualquer país ou região que visa garantir o desenvolvimento e a prosperidade de seu povo. A Matriz Elétrica Brasileira precisa se expandir e diversificar para garantir a segurança energética nacional e simultaneamente manter sua predominância em fontes renováveis. Isso só é possível por meio de um planejamento energético coerente e de políticas públicas adequadas. Este trabalho é uma pesquisa exploratória sobre o setor elétrico no Estado da Bahia e no restante do Brasil. O objetivo é avaliar os cenários de oferta/demanda de energia elétrica para 2050, com foco no potencial de crescimento da geração concentrada baseada em fontes eólica, solar fotovoltaica e biomassa renovável na Bahia, considerando questões de sustentabilidade. Este estudo foi baseado nos Planos Nacionais de Energia (PNEs), elaborados pela Empresa de Pesquisa Energética – EPE, bem como em outros documentos técnicos que orientam o planejamento energético brasileiro. Foram propostos três cenários de demanda nacional, sendo dois deles baseados em cenários dos PNEs pré-existentes e o último é uma projeção do cenário original. Também foram projetados três cenários de abastecimento para a Bahia, com base no potencial de crescimento das novas fontes renováveis citadas acima. Por fim, realizou-se um cruzamento de dados entre cenários de demanda nacional e cenários de oferta para a Bahia, produzindo nove cenários gerais possíveis. Como resultados, oito cenários gerais apontam a Bahia como futuro exportador líquido de energia renovável contra um único cenário que aponta a Bahia como futuro importador líquido de energia elétrica. A Bahia pode ter ganhos socioeconômicos com investimentos, geração/manutenção de empregos, benefícios ambientais com redução de emissões de GEE; além da economia de litros de água para os reservatórios das usinas hidrelétricas da CHESF

Effects of diethyl ether introduction in emissions and performance of a diesel engine fueled with biodiesel-ethanol blends

Biofuels provide high oxygen content for combustion and do modify properties that influence the engine operation process such as viscosity, enthalpy of vaporization, and cetane number. Some requirements of performance, fuel consumption, efficiency, and exhaust emission are necessary for the validation of these biofuels for application in engines. This work studies the effects of the use of diethyl ether (DEE) in biodiesel-ethanol blends in a DI mechanical diesel engine. The blends used in the tests were B80E20 (biodiesel 80%-ethanol 20%) and B76E19DEE5 (biodiesel 76%-ethanol 19%-DEE 5%). Fossil diesel (D100) and biodiesel (B100) were evaluated as reference fuels. The results revealed similar engine efficiencies among tested fuels at all loads. The use of B100 increased CO and NOx and decreased THC compared to D100 at the three loads tested. B80E20 fuel showed an increase in NOx emission in comparison with all fuels tested, which was attributed to higher oxygen content and lower cetane number. THC and CO were also increased for B80E20 compared to B100 and D100. The use of B76E19DEE5 fuel revealed reductions in NOx and CO emissions, while THC emissions increased. The engine efficiency of B76E19DEE5 was also highlighted at intermediate and more elevated engine load conditions.This work had the financial support of Energy Laboratory of Bahia Federal University (UFBA) and CAPES (Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel)

AVALIAÇÃO ENERGÉTICA DO CICLO DE VIDA: ESTUDO DE CASO APLICADO A CONSTRUÇÃO CIVIL

No Brasil a indústria da construção representa cerca de 3,7% do PIB, enquanto que os edifícios são responsáveis por 36% no consumo de energia primária e respondem por 39% das emissões de CO2. O conhecimento do consumo energético associado aos materiais e processos construtivos, e a energia consumida nas fases do ciclo de vida de uma edificação, proporciona uma melhor adequação nas escolhas das especificações permitindo que haja interferências ou alterações nos processos construtivos, de forma a conceber um produto final mais eficiente nos aspectos de consumo energético e de sustentabilidade. Este trabalho propõe  a avaliação de um estudo de caso  considerando a abordagem energética, financeira e ambiental na construção de edifício multi- laboratórios, no campus da UFBA, em Salvador-BA. Foram realizados: inventário dos principais materiais utilizados na construção; levantamento da energia incorporada, considerando às suas reposições ao longo da vida útil;  o levantamento dos encargos energéticos associados com a utilização e operacionalização do edifício através da consideração de bancos de dados disponíveis na literatura e de bancos construídos. O inventário permitiu a comparação e interferência nos processos e na substituição de materiais, antes especificados por padrão, por materiais de menor energia incorporada, resultando num ganho em eficiência energética ao final do produto.  Esta avaliação energética, pela ótica do ciclo de vida, contribui para o conhecimento e formação de bancos de dados energéticos nacionais de materiais e processos construtivos,  enquanto proporciona uma metodologia para composição de índices energéticos para o setor de construção, bastante deficitário no quesito de quantidade e qualidade de informações necessárias para subsidiar avaliações de impacto e de consumo energético visando a sustentabilidade. Os resultados obtidos demonstraram a possibilidade de somar eficiência energética com resultados econômicos no processo construtivo obtendo melhores resultados ambientais. A ferramenta proposta é extremamente produtiva no auxílio à escolha por uma construção mais eficiente e sustentável, podendo ser utilizada em outros setores de produção, e aplicada como mecanismo de controle e gestão pública

IMPLANTAÇÃO E DESENVOLVIMENTO DE UMA REDE DE COOPERAÇÃO EM TECNOLOGIAS LIMPAS COM O APOIO DE CURSOS DE PÓS-GRADUAÇÃO: O CASO DA REDE DE TECNOLOGIAS LIMPAS E MINIMIZAÇÃO DE RESÍDUOS - TECLIM

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados atingidos pela Rede Teclim. Trata-se de um projeto de pesquisa cooperativo da Universidade Federal da Bahia que agrega pesquisadores de outros departamentos e unidades da universidade, assim como de outros centros de ensino e pesquisa, empresas e instituições públicas, no sentido de inserir os conceitos de Produção Limpa no setor produtivo baiano. Para atingir este objetivo, a rede desenvolve atividades de caráter interdisciplinar, incluindo pesquisas aplicadas, ensino de nível médio e superior e extensão universitária, levando sua atuação ao setor produtivo e governo nas diversas atividades produtivas. A dinâmica que caracteriza as diversas atividades da Rede permite afirmar que é um projeto consolidado e em fase de expansão. A forte sinergia gerada com o setor produtivo, notadamente com o Pólo Petroquímico de Camaçari, principalmente a partir da criação dos cursos de pós-graduação em produção limpa, tem catalisado a formatação e implantação de projetos de pesquisa cooperativos, que além de trazer recursos financeiros e humanos para a universidade pública, tratam prioritariamente da solução de problemas ambientais, contribuindo para a construção de um futuro sustentável

Projeções de expansão da geração elétrica por meio da energia eólica no Estado da Bahia

Wind is one of the renewable energy sources that has expanded its use for electricity generation in the world in recent years, especially in Brazil. Wind Energy has been working to expand and diversify the Brazilian Electricity Matrix, helping to preserve its energy security and renewable predominance. The Northeast Region has excellent potential in terms of wind energy, and the State of Bahia stands out for having wind potential between 70.0 GW at 100.0 m in height and 195.0 GW at 150.0 m in height. , at winds of 7.0 m/s. Electricity generation in Bahia from 2013 to the present still comes mostly from the plants of Companhia Hidrelétrica do São Francisco (CHESF), but this scenario is already changing due to the insertion of wind energy. With this in mind, this article evaluates and projects electricity supply/demand scenarios for 2050 in Bahia and Brazil, focusing on the growth potential of concentrated wind power generation in Bahia.O vento é uma das fontes de energia renovável que mais tem ampliado seu uso para geração de eletricidade no mundo nos últimos anos, inclusive destacando-se no Brasil. A Energia Eólica vem atuando na ampliação e diversificação da Matriz Elétrica Brasileira, ajudando a preservar sua segurança energética e sua predominância renovável. A Região Nordeste apresenta excelente potencial em termos de energia eólica, sendo que o Estado da Bahia evidencia-se por dispor de potenciais eólicos entre 70,0 GW a 100,0 m de altura e 195,0 GW a 150,0 m de altura, a ventos de 7,0 m/s. A geração elétrica na Bahia de 2013 até a atualidade ainda é majoritariamente oriunda das usinas da Companhia Hidrelétrica do São Francisco (CHESF), mas este cenário já está mudando por conta da inserção da energia eólica. Com referência nisto, este artigo avalia e projeta cenários de oferta/demanda de eletricidade para 2050 na Bahia e no Brasil, focando no potencial de crescimento da geração concentrada da Energia Eólica na Bahia

MAPEAMENTO TECNOLÓGICO DE PATENTES E ARTIGOS COM O TEMA AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA

O objetivo deste trabalho é fornecer um mapeamento das pesquisas já desenvolvidas com o tema Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), nas bases de dados de patentes e artigos. A ACV é uma ferramenta da área ambiental que estuda os potenciais impactos de um processo produtivo ou produto, considerando desde a retirada das matérias-primas até a disposição final dos resíduos. A metodologia empregada na pesquisa das patentes foi a base de dados do Escritório Europeu de Patentes – Espacenet, com o código de classificação internacional associado à anterioridade e palavras-chave, e para os artigos a base da Web of Science. As patentes publicadas com a temática ACV resultou num número baixo, apenas sete documentos foram encontrados. Quanto aos artigos, existe uma evolução crescente de publicações com o passar dos anos, em 2012 foram 1444, mostrando que o conhecimento da ACV está sendo difundido no meio acadêmico

PROSPECÇÃO DE ARTIGOS E PATENTES SOBRE POLÍMEROS BIOCOMPATÍVEIS APLICADOS À ENGENHARIA DE TECIDOS E MEDICINA REGENERATIVA

Também conhecida como medicina regenerativa, a engenharia de tecidos é um campo multidisciplinar, abrangendo engenharias, nanotecnologia e ciências da vida. Consiste na regeneração de órgãos e tecidos vivos, através de tecido do próprio paciente. Envolve, portanto, o desenvolvimento de materiais biocompatíveis, que servem como suporte e arquitetura (scaffold) para o crescimento de células in vitro, organizando e desenvolvendo o tecido que posteriormente será implantado no paciente. Um dos gargalos a serem solucionados na engenharia de tecidos incluem materiais adaptados, que devem ser completamente biocompatíveis e degradados (absorvidos) no devido tempo. O presente trabalho refere-se a um estudo por meio de prospecção de artigos e patentes sobre polímeros biocompatíveis, onde são verificados alguns indicadores Concluise que a Engenharia de Tecidos é uma tecnologia emergente, onde os polímeros destacam-se como materiais de utilizados como suporte

BIODIESEL NA REPÚBLICA POPULAR DA CHINA: MAPEAMENTO DE ARTIGOS E PATENTES

A República Popular da China, país mais populoso do mundo e um dos sustentáculos da economia global, estabeleceu recentemente um Plano de Desenvolvimento para Energias Renováveis, incluindo o Biodiesel, visando reduzir sua contribuição para aquecimento global. O presente trabalho busca a avaliar as perspectivas da investigação relacionadas ao biodiesel na República Popular da China, através de análise das patentes e artigos científicos chineses publicados nesta área. Para o estudo foram utilizados bancos de dados de patentes e publicações científicas visando subsidiar futuros estudos. A China se posiciona como segundo país em número de publicações científicas, com 899 artigos, e em número de patentes depositadas, com 372 documentos, precedida em ambos os casos pelos Estados Unidos. Os resultados encontrados prenunciam alcance dos resultados estabelecidos pelo Plano de Desenvolvimento para Energias Renováveis evidenciam e a eficácia da ação de estado do Governo da República Popular da China

Brazilian regulation for hybrid power plants and wind and solar energy combined centralized generation

The centralized generation combined with different energy sources carried out through hybrid plants is an innovation in the World. This work aimed to present the evolution of the discussions, the current regulation on hybrid plants in Brazil. The methodology used was for research and analysis of information through a bibliographic survey of documents and national technical reports and academic articles. The information obtained and results confirm that: (i) hybrid plants have been studied in Brazil since 2016; (ii) the specific regulation was established in 2021 by the National Electric Energy Agency; (iii) wind-solar hybrid plants already existed in Brazil prior to regulation and will tend to optimize the future production of wind and solar energy. The main conclusion obtained is that the use of hybrid plants in Brazil can be fully applied to wind and solar energy, highlighting the Northeast Region and benefiting the Brazilian electricity sector.A geração centralizada combinada com diferentes fontes de energia via usinas híbridas é uma inovação no Mundo. Este trabalho objetivou apresentar a evolução das discussões, a atual regulação sobre as usinas híbridas no Brasil. A metodologia utilizada foi de pesquisa e análise de informações via levantamento bibliográfico de documentos e relatórios técnicos nacionais e artigos acadêmicos. As informações obtidas e os resultados confirmam que: (i) as usinas híbridas vem sendo estudadas no Brasil desde 2017; (ii) a regulação específica foi criada em 2021 pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL); (iii) usinas híbridas eólico-solares já existiam no Brasil anteriormente a regulação e tenderão a otimizar futuramente a produção das energias eólica e solar. A principal conclusão obtida é que o uso de usinas híbridas no Brasil poderá ser plenamente aplicado para as energias eólica e solar, destacando-se a Região Nordeste e beneficiando o setor elétrico brasileiro

Brazilian scenarios of power energy demand and of wind and solar power energy supply in the period 2019-2050

The Brazilian electrical matrix needs continuous and planned expansion to guarantee its energy security, the diversification of energy sources and the maintenance of its renewable predominance. Additionally, the Brazilian electricity sector (SEB) can reduce its emissions by increasing the use of renewable energy, which would help Brazil to meet its international sustainability goals. In this context, wind and solar energy are relevant options for Brazil, mainly because there are great potentials available. Based on this, this work elaborates Brazilian scenarios of electricity demand and power energy supply (wind and solar photovoltaic) for the period from 2019 to 2050 and estimates reductions in greenhouse gas (GHG) emissions.A matriz elétrica brasileira precisa de expansão contínua e planejada para garantir a sua segurança energética, a diversificação das fontes de energia e a manutenção da sua predominância renovável. Adicionalmente, o setor elétrico brasileiro (SEB) pode reduzir suas emissões através da ampliação do uso de energias renováveis, o que ajudaria o Brasil a atender suas metas internacionais de sustentabilidade. Neste contexto, as energias eólica e solar são opções relevantes para o Brasil, principalmente por existirem grandes potenciais disponíveis. Com base nisto, este trabalho elabora cenários brasileiros de demanda elétrica e de oferta de energia (eólica e solar fotovoltaica) para o período de 2019 até 2050 e estima reduções de emissões de gases de efeito estufa (GEE)