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Weizmann Institute’s Alternative Sustainable Energy Research Initiative http: //www. weizmann. ac. il/AERI/ Presentations are at http: //www. weizmann. ac. il/AERI/presentations. html ENERGIA O Desafio Global

Weizmann Institute’s Alternative Sustainable Energy Research Initiative http: //www. weizmann. ac. il/AERI/ Presentations are at http: //www. weizmann. ac. il/AERI/presentations. html ENERGIA O Desafio Global Viver a vida a que aspiramos, de forma sustentável, é um desafio sem predecentes Por quê? Três Razões:

-a- A Energia define o accesso à maioria dos outros recursos Os maiores desafios da humanidade* E N E R G IA sustentabilidade de recursos ÁGUA ( energia) MEIO-AMBIENTE ( energia) COMIDA ( energia) SAÚDE/DOENÇAS ( energia) POBREZA (~ energia) EDUCAÇÃO, SEGURANÇA P O P U L A Ç Ã O ( ~ energia barata) Credits/sources: many slides or parts of them came from (websites of): IEA, USDOE BES, NREL, N. Lewis (Caltech), P. Alivisatos, S. Chu (UCB /LBL), A. Nozik, S. Kurtz, D. Ginley (NREL), J. Karni, I. Lubomirsky, I. Maron, G. Hodes (WIS), A. Zaban (BIU), L. Bronicki (Ormat), Y. Lou (CWRU) , G. Crabtree, * after the late R. Smalley (Rice U)

-a- A Energia define o accesso à maioria dos outros recursos clima água energia alimento

O que é energia? Energia (Trabalho): k. Wh (sua conta de luz!) Potência k. W (consumo por pessoa) k. W/person ~ 0. 7 India (2008 data) ~ 1. 8 Brasil ~ 2. 1 China ~ 2. 4 média mundial* ~ 4. 7 Europa Ocid. ~10 EUA * para prod. de alimentos: 0. 14 é a média mundial Ela está acabando? (Energia se conserva, E=mc 2; --> energia nuclear!) Não exatamente…. A questão é mais: de QUAIS tipos de energia nós precisamos, QUANDO e ONDE? (É necessária energia para transformar energia “tipo A” em energia “tipo B”)

Demanda de Energia Mundial Total em 2010: ~14. 5 TW; em 2050: ~28 – 40 ? ? TW Usina de Itaipu, Capacidade de prod. 12. 5 GWe 1 TW = 1000 GW 1 GW = 1000 MW 1 MW = 1000 k. W Estimativas de 2009 (%) --------E. U. A ~ 19 U. E ~ 14 FSU ~ 10 Brasil ~ 2. 2 Sudeste Asia ~ 25 China ~ 16 Japão ~ 5 India ~ 5 Israel ~ 0. 2

Demanda de Energia Mundial Total em 2010: ~14. 5 TW; em 2050: ~28 – 40 ? ? TW 1 TW = 1, 000, 000 W 1 GW = 1, 000, 000 W 1 MW = 1, 000 W 1 k. W = 1, 000 W (Brasil ~ 0. 35 TW) (Itaipu ~ 12. 5 GWe) (potência para 1000 EUA residências) (1 aparelho de ar condicionado) Recarregador de celular ~ 5 We TV ou Laptop, PC ~ 20 We Geladeira + freezer ~ 40 We Lavadoura de roupas ~ 500 We

-b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis? 5 > 80% da energia mundial vem de combustíveis fósseis 4 3 TW 2 1 TW = 1000 GW 1 GW = 1000 MW 1 MW = 1000 k. W 1 Pe tr ól eo gás carvão for 2010 Renováveis Hidro Biomassa Nuclear Outro 0 Fontes de energia mundiais por Tipo ENERGIA: J, Wsec; BTU POTÊNCIA : W = J/sec

-b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis? Mas. . O petróleo vai acabar…. Claro, em algum ponto ele vai acabar, e, sim, O petróleo limpo e barato está acabando mas… Será que a gente realmente sabe?

Reservas de Petróleo de acordo com vários países E confiar nas companias petrolíferas não é lá muito melhor… From S. Kurtz, NREL; Source: EIA (Energy Information Administration)

-b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis? Reservas de Energia e Recursos Ultimate Reservas Recursos (em número de anos de consumo anual igual a 2000 Petróleo Gás ≥ 40 ≥ 70 ≥ 50 ≥ 200 constante independente de tempo: ~30 -50 anos de petróleo Mas lembre-se: “a Idade da Pedra não acabou por falta de pedras” Sheik Ahmed Zaki Yamani, Ministro do Petróleo Saudita, 1962 -1986

-b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis? “Reservas” de Energia e Recursos Possíveis Reservas Recursos (em número de anos de consumo anual igual ao de 2000) Petróleo Gás Carvão ≥ 40 ≥ 70 ~ 100 ≥ 50 ≥ 200 ~ 400 Então… o carvão resolve os problemas…. e …

-b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis? carvão aquecimento global

-b- Será que podemos depender tanto dos combustíveis fósseis? Se por um lado nem todo mundo concorda que carvão aquecimento global Poucos contestam o fato de que NÓS poluímos nossa ÁGUA, nosso AR e o Planeta.

Então. . …existem outras alternativas? A opção “lógica”: Energia Nuclear Por quê?

-c- Até hoje, novas fontes de energia sempre forneceram mais energia no mesmo peso e volume que as anteriores Fontes de energia através dos tempos* o çã a ic t es m do l é- a Pr im an * “Mundo ocidental”

E existem outras alternativas? • Nuclear • “Lunar” (gravitacional)

Existem outras alternativas? • Nuclear: aqui e longe (incl. geotérmica, solar) Fontes de energia renováveis * SOLAR (incl. éolica, hidrelétrica, biocombustível) * Geotérmica; marés*, correntes oceânicas/ ondas* * “Lunar”

Energia Renovável no Planeta Biomassa Eólica vermelho: existe e sabemos como obter roxo: usada atualmente Incl. toda a terra ainda não cultivada→ ~5 TW (H 2 O? ) 1. 9 TW (0. 2 TW sustentável) ~3 -8 TW 0. 24 TWp Hidrelétrica 1. 5 TW 0. 8 TW Mas. … armazenamento (outra) solar 1. 2 x 105 TW ~ 100 s TW (x 0. 1 10 s TW) 0. 22 TWp Geotérmica ~1 TW ~ 0. 03 TW

USINAS SOLARES HOJE Maior usina células solares do mundo(2009) 0. 2 GWp ( ~40 MWc) usina em Golmud, PRChina 03/’ 12 Potência fotovoltaica global instalada~0. 07 TWp Meta da China>2012 ≥ 0. 002 AFB (S. Nevada) Nellis TWp/ano 30 TWp (~ 6 TWC) exigirão 1 usina como essa, Por HORA, pelos próximos ~ 20 anos

Energia Eólica EÓLICA ACUMULADA 10/11 ~ 0. 24 TWp ~ 0. 08 TWc Parque eólico Offshore

Energia BIOCOMBUSTÍVEL: Eólica produção 2010 ~ 0. 1 TW with 50 x 5 TW Maior parque eólico do mundo: EÓLICA 0. 78 GW Roscoe Wind Texas, p ACUMULADA 10/11 Para se conseguir 10 TWc 5 / ~ 0. 24 TWp por dia por 22 anos ~ 0. 08 TWc Meta da China: ~0. 05 TWcem 10 anos Parque eólico Offshore

10 TW eletricidade a partir de CARVÃO ? Capacidade de geração de eletricidade do Brasil: ~ 0. 1 TW (0. 5 k. W/capita) Capacidade de geração de eletricidade de Israel: ~ 0. 012 TW (1. 6 k. W/capita) Plano de crescimento elétrico da China: 0. 1 TW/ano …… Por isso, “se você quiser, não será um sonho” Uma usina como essa, todos os dias, pelos próximos… 11 anos

Então, o que devemos / podemos fazer no: Curto prazo (< 2020) Evoluções em tecnologia e engenharia: e reciclar, reutilizar, reduzir, ou seja, conservar !! Médio prazo (até 2030 -2050): desenvolvimento da ciência aplicada e engenharia + Evoluções na ciência básica A longo prazo(> 2040): estimular REVOLUÇÕES na ciência….

Para fornecer a Energia Alternativa necessária nós (cientistas) precisamos fazer Pesquisa Fundamental para realizar aquilo que hoje são sonhos, como por exemplo: • Fotossíntese Artificial Eficiente, Viável Economicamente • Células Solares Baratas e Eficientes: tinta solar ; ótica inteligente? • Fotossíntese Natural Inteligente: engenharia genética biologia sintética…… ? • • “Se VOCÊ quiser, não será um sonho” Vídeo conferências em 3 -D (Holographic) Hélice de turbina eólica “Memory-shape” • Energia Nuclear (Mais) Segura e (Mais) Limpa! e…. . • Onde quer que a curiosidade e a criatividade nos levarem!!!

Presentes de Deus para a humanidade

Presentes de Deus para a humanidade ide) ne (ox Silico

Weizmann Institute’s Alternative, Sustainable Energy Research Initiative Energia: esse é O Desafio Global Vencê-lo requer que todos nós trabalhemos juntos! Vencer o DESAFIO (TW) DA ENERGIA poderá ser o avanço mais importante da humanindade mas…. Para isso nós precisamos começar…

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fin

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Células Solares, como elas funcionam? Luz Absorvida no Semicondutor e e e As células solares são como um “escorregador” de elétrons Corrente Elétrica e e e

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