O objetivo desta tese é construir um modelo de composição de carteiras de recursos energéticos dentro do Planejamento Integrado de Recursos Energéticos (PIR), aplicável em uma determinada região ou país. Este modelo inclui as etapas de definição do espaço geográfico de estudo, o mapeamento de recursos, a caracterização dos recursos energéticos existentes e sua valoração. Após estas etapas, é feita a composição de carteiras energéticas, seguida pela construção de cenários e análise de riscos e incertezas para a definição da carteira preferencial dos recursos energéticos da região. Como ferramentas de apoio, são adaptados modelos matemáticos aplicados em sistemas financeiros para a seleção e análise de carteiras de investimentos, modelos para a avaliação de riscos e incertezas, o software de Planejamento de Alternativas Energéticas de Longo Alcance (LEAP) para a criação de cenários e previsão da demanda energética e o software Decision Lens (DL) para o ranqueamento e a alocação de recursos financeiros dos recursos energéticos dentro da carteira definida, considerando as dimensões técnico-econômico, ambiental, social e política. A caracterização dos recursos energéticos envolve o levantamento das características socioeconômicas, ambientais, o perfil dos envolvidos e interessados do setor energético, a listagem de recursos energéticos locais (hídricos, eólicos, solares, nucleares, biomassa, geotérmicas, células a combustíveis dentre outros). Também são levantadas características construtivas das tecnologias existentes e que podem ser incorporadas na matriz energética da região em estudo. O processo de avaliação dos potenciais energéticos envolve o cálculo dos potenciais energéticos teóricos de cada recurso energético existente na região. Após a avaliação dos potenciais, faz-se a priorização ou ranqueamento destes recursos através de critérios pré-definidos, em duas avaliações diferentes: Avaliação Determinística dos Custos Completos (ADCC) e Avaliação Holística dos Custos Completos (AHCC). Para gerar ambos os rankings utiliza-se o software Decision Lens (DL) baseado no método do Processo de Análise Hierárquico (PAH). O cruzamento das avaliações resulta em ranking geral dos recursos energéticos, utilizado posteriormente para a construção de carteiras dos recursos energéticos. Na valoração dos recursos energéticos, consideram-se atributos ambientais, sociais, técnico-econômicos e políticos, que podem afetar a formação de carteiras eficientes dentro do PIR a longo prazo. O resultado do processo de valoração é o potencial energético realizável da região em estudo. Para este potencial, aplica-se o modelo analítico de formação de carteiras de recursos energéticos. Neste são considerados o ranking, o volume de investimentos, os atributos ambientais (emissões), sociais (IDH, número de empregos, ocupação de solo), políticos (incentivos governamentais, impostos) e todos os parâmetros técnicoeconômicos relacionados às tecnologias selecionadas para o aproveitamento de cada recurso energético. Com a incorporação destas variáveis no modelo, faz-se simulações para a obtenção de carteiras ótimas para a construção do Plano Preferencial dentro do Planejamento Integrado dos Recursos Energéticos. / The main objective of this thesis is to establish a model to guide the composition of energy resources portfolios in the process of the Integrated Resources Planning (IRP) in a region or a country. This includes steps such as the definition of the geographical space of study, mapping of resources, characterization of existing energy resources, and valuation of energy resources. After these steps, the portfolios are formed, followed by the construction of scenarios, and the analysis of risks and uncertainties for the definition of the preferential portfolio of energy resources in the region. Supporting tools based on mathematical models used in financial systems are adapted to the selection and analysis of investment portfolios, models for the evaluation of risks and uncertainties, the Long Range Energy Alternatives Planning Software (LEAP) to create energy demand scenarios and the Decision Lens Software (DL) to rank and allocate financial resources of energy resources within a defined portfolio, considering the technical-economic, environmental, social and political dimensions. The energy resources characterization involves the removal of socioeconomic characteristics, environmental, the profile of those involved and interested in the energy sector, the listing of local energy resources (water, wind, solar, nuclear, geothermal, biomass, fuel cells among other). Constructive features have also been raised of existing technologies and that can be incorporated into the energy matrix of the region under study. The process of energy potential evaluation involves the calculation of theoretical potential energy of each existing energy resource in the region. After the assessment of potential, it was ranking resources through pre-established criteria in two different assessments: Full costs Deterministic Evaluation (ADCC) and Holistic Assessment of Full Costs (AHCC). To generate both rankings, it was used the software Decision Lens (DL) based on the method of Tiered Analysis process (PAH). With both assessment results, it is build the overall ranking of energy resources, used to build an energy resources portfolio. In the valuation of energy resources, environmental, social, technical economic and political attributes are considered to the resources valuation that may affect the portfolio selection within the IRP in the long term. The result of the valuation process is the disposable energy potential of the region in the study. Using the information above, finally, it was applied an analytical portfolio selection model of energy resources. It considered the ranking, the volume of investments, the environmental attributes (emission), social (IDH, number of jobs, occupation of land), political (Government incentives, taxes) and all the parameters related to the technical-economical selected technologies for the enjoyment of each energy resource. With the incorporation of these variables in the model, simulations for obtaining optimal portfolios for the construction of the Preferred Plan within the IERP.

O objetivo desta tese é construir um modelo de composição de carteiras de recursos energéticos dentro do Planejamento Integrado de Recursos Energéticos (PIR), aplicável em uma determinada região ou país. Este modelo inclui as etapas de definição do espaço geográfico de estudo, o mapeamento de recursos, a caracterização dos recursos energéticos existentes e sua valoração. Após estas etapas, é feita a composição de carteiras energéticas, seguida pela construção de cenários e análise de riscos e incertezas para a definição da carteira preferencial dos recursos energéticos da região. Como ferramentas de apoio, são adaptados modelos matemáticos aplicados em sistemas financeiros para a seleção e análise de carteiras de investimentos, modelos para a avaliação de riscos e incertezas, o software de Planejamento de Alternativas Energéticas de Longo Alcance (LEAP) para a criação de cenários e previsão da demanda energética e o software Decision Lens (DL) para o ranqueamento e a alocação de recursos financeiros dos recursos energéticos dentro da carteira definida, considerando as dimensões técnico-econômico, ambiental, social e política. A caracterização dos recursos energéticos envolve o levantamento das características socioeconômicas, ambientais, o perfil dos envolvidos e interessados do setor energético, a listagem de recursos energéticos locais (hídricos, eólicos, solares, nucleares, biomassa, geotérmicas, células a combustíveis dentre outros). Também são levantadas características construtivas das tecnologias existentes e que podem ser incorporadas na matriz energética da região em estudo. O processo de avaliação dos potenciais energéticos envolve o cálculo dos potenciais energéticos teóricos de cada recurso energético existente na região. Após a avaliação dos potenciais, faz-se a priorização ou ranqueamento destes recursos através de critérios pré-definidos, em duas avaliações diferentes: Avaliação Determinística dos Custos Completos (ADCC) e Avaliação Holística dos Custos Completos (AHCC). Para gerar ambos os rankings utiliza-se o software Decision Lens (DL) baseado no método do Processo de Análise Hierárquico (PAH). O cruzamento das avaliações resulta em ranking geral dos recursos energéticos, utilizado posteriormente para a construção de carteiras dos recursos energéticos. Na valoração dos recursos energéticos, consideram-se atributos ambientais, sociais, técnico-econômicos e políticos, que podem afetar a formação de carteiras eficientes dentro do PIR a longo prazo. O resultado do processo de valoração é o potencial energético realizável da região em estudo. Para este potencial, aplica-se o modelo analítico de formação de carteiras de recursos energéticos. Neste são considerados o ranking, o volume de investimentos, os atributos ambientais (emissões), sociais (IDH, número de empregos, ocupação de solo), políticos (incentivos governamentais, impostos) e todos os parâmetros técnicoeconômicos relacionados às tecnologias selecionadas para o aproveitamento de cada recurso energético. Com a incorporação destas variáveis no modelo, faz-se simulações para a obtenção de carteiras ótimas para a construção do Plano Preferencial dentro do Planejamento Integrado dos Recursos Energéticos. / The main objective of this thesis is to establish a model to guide the composition of energy resources portfolios in the process of the Integrated Resources Planning (IRP) in a region or a country. This includes steps such as the definition of the geographical space of study, mapping of resources, characterization of existing energy resources, and valuation of energy resources. After these steps, the portfolios are formed, followed by the construction of scenarios, and the analysis of risks and uncertainties for the definition of the preferential portfolio of energy resources in the region. Supporting tools based on mathematical models used in financial systems are adapted to the selection and analysis of investment portfolios, models for the evaluation of risks and uncertainties, the Long Range Energy Alternatives Planning Software (LEAP) to create energy demand scenarios and the Decision Lens Software (DL) to rank and allocate financial resources of energy resources within a defined portfolio, considering the technical-economic, environmental, social and political dimensions. The energy resources characterization involves the removal of socioeconomic characteristics, environmental, the profile of those involved and interested in the energy sector, the listing of local energy resources (water, wind, solar, nuclear, geothermal, biomass, fuel cells among other). Constructive features have also been raised of existing technologies and that can be incorporated into the energy matrix of the region under study. The process of energy potential evaluation involves the calculation of theoretical potential energy of each existing energy resource in the region. After the assessment of potential, it was ranking resources through pre-established criteria in two different assessments: Full costs Deterministic Evaluation (ADCC) and Holistic Assessment of Full Costs (AHCC). To generate both rankings, it was used the software Decision Lens (DL) based on the method of Tiered Analysis process (PAH). With both assessment results, it is build the overall ranking of energy resources, used to build an energy resources portfolio. In the valuation of energy resources, environmental, social, technical economic and political attributes are considered to the resources valuation that may affect the portfolio selection within the IRP in the long term. The result of the valuation process is the disposable energy potential of the region in the study. Using the information above, finally, it was applied an analytical portfolio selection model of energy resources. It considered the ranking, the volume of investments, the environmental attributes (emission), social (IDH, number of jobs, occupation of land), political (Government incentives, taxes) and all the parameters related to the technical-economical selected technologies for the enjoyment of each energy resource. With the incorporation of these variables in the model, simulations for obtaining optimal portfolios for the construction of the Preferred Plan within the IERP.

A Gestão Energética Descentralizada é uma forma de gestão dos recursos energéticos cujas primeiras publicações referentes ao tema datam dos anos 1980, no entanto, foi verificado um crescimento do desenvolvimento de estudos e aplicações do conceito na prática de forma substancial somente em tempos recentes (anos 2000). A Gestão Energética Descentralizada é tratada sob uma infinidade de termos e conceitos, e também pode ser aplicada com graus diferentes de descentralização como em vilas, quarteirões, bairros, distritos e estados. Tal conceito está fortemente atrelado ao combate das emissões de Gases de Efeito Estufa, busca pela inserção das fontes de energia renováveis nas matrizes, conservação de energia e eficiência energética, e pela associação entre planejamento urbano, ou das cidades, ao dos sistemas energéticos. Ainda, cabe destacar que nesse modelo de gestão descentralizado- a participação popular e o engajamento dos cidadãos nos processos decisórios e na busca por cidades sustentáveis veem sendo colocado, por muitos pesquisadores do tema, como requisitos indispensáveis ao seu adequado funcionamento. Esta dissertação tem como foco de pesquisa a Gestão Energética Descentralizada em âmbito municipal e seu desenvolvimento nas cidades do Brasil. Dessa forma, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre o estado da arte do desenvolvimento da Gestão Energética Descentralizada Municipal no Brasil e no mundo, abarcando principalmente questões do planejamento e de políticas públicas como transparência e participação popular no desenvolvimento dos Planejamentos Energéticos Locais. O resultado da pesquisa mostra que existe Gestão de Energia Descentralizada Municipal no Brasil com desenvolvimento de Planejamentos Energéticos Municipais, os quais têm como principal instrumento incentivador o subprograma PROCEL-GEM, foco de estudo de caso também desenvolvido nessa pesquisa, que demonstrou que os planejamentos realizados dentro do subprograma estão restritos as unidades consumidoras de energia elétrica dos órgãos e serviços públicos, além disso, foram observados indícios de falta de transparência e participação popular nos processos de planejamento, assim como falta de recursos para a implementação dos projetos formulados em tais documentos. / Early publications on Decentralized Energy Management, which is a form of energy resources management, date back to the 1980s, however, a substantial increase in the development of such studies and applications of the concept was verified only in recent times (2000s). The Decentralized Energy Management is treated under a multitude of terms and concepts, and can also be applied with varying degrees of decentralization such as in villages, blocks, neighborhoods, districts and states. This concept is close linked to themes like Greenhouse Gases mitigation, integration of renewable energy sources in the energy matrix, energy conservation, energy efficiency and the relationship between urban planning and the energy system. It is noteworthy that in this management model decentralized the communitys participation and engagement in the decision making in the development of sustainable cities is being pointed out, by many researchers, as an indispensable requirement for the proper functioning of this kind of model. This dissertation focuses on Decentralized Energy Management at the municipal level and its development in the cities of Brazil. Thus, this work performs a state of art review on Decentralized Municipal Energy Management in Brazil as well as in the world, covering mainly planning and public policy issues such as transparency and community participation in the development of local Energy Planning. The results shows that there are Decentralized Municipal Energy Management projects in Brazil which develop Municipal Energy Planning, mostly supported by the PROCEL GEM-subprogram, that is also the case study of this research. Additionally, the results demonstrated that the planning made within this subprogram is restricted to the electricity consumption of public agencies or services. Moreover, were observed indications of a lack of transparency and community participation in the planning process as well as the lack of resources for the implementation of such projects.

The energy-planning involves finding a set of sources and conversion devices so as to meet the energy requirements/demands of all the activities in an optimal manner. This could occur at centralized or decentralized level. The current pattern of commercial energy oriented development, particularly focused on fossil fuels and centralized electricity, has resulted in inequities, external debt and environmental degradation. The current status is largely a result of adoption of centralized energy planning (CEP), which ignores the energy needs of rural areas and the poor and has further contributed to environmental degradation due to fossil fuel consumption and forest degradation. CEP does not pay attention to the variations in socio-economic and ecological factors of a region, which influence success of any intervention. Decentralized energy planning (DEP) provides an opportunity to address the energy needs of poor as well as promote efficient utilization of resources. The DEP mechanism takes into account various available resources and demands in a region. DEP, in the Indian context, could be at several scales namely district, block, panchayats (cluster of villages) and village level. Energy planning at the village level is the lowest level of the application of decentralized planning principle. A village constitutes a cluster of households with distinct geographic boundary consisting of settlement, agricultural land, water bodies and any other land category, in most parts of India. Further, the village level plans must be prepared within the limits set by a panchayat, a block or a district level plans, for the sum total of various village plans must correspond to a panchayat (local council), block (or taluka), or district level plan. A panchayat is the lowest administrative unit consisting of a cluster of villages and an elected body to administer developmental activities. A block (or taluka) consists of a cluster of panchayats and a district consists of a cluster of blocks. The main hypothesis for this study is that centralized energy planning has lead to excessive dependence on fossil fuels and import of petroleum, leading to concerns on environment and energy security and finally neglect of the energy needs of the rural communities and poor in particular. DEP could meet the local energy needs particularly in rural areas, protect environment and promote a self reliant and sustainable energy path. In this study, methodology for adopting energy planning from grassroot or village to district level is explored. The study adopts and compares the DEP approach of moving from village (Ungra), to panchayat (Yedavani), to block (Kunigal) and finally to district (Tumkur) level. Aims and objectives of research . • To review energy planning approaches adopted in India . • To evaluate models and methods for DEP at different scales; Village, Panchayat, District and State levels . • To develop a sustainable and decentralized energy planning approach . • To analyze the sustainable decentralized planning approach using multiple objective goal programming model and develop sustainable energy mix for meeting energy needs at village, panchayat, block and district level . • To assess the implications of sustainable and decentralized energy planning from the context of socio-economic and environmental concerns. The central theme of the research work is to prepare an optimized area-based decentralized energy plan to meet the energy needs, incorporating all potential alternate energy sources and end-use devices at least-cost to the economy and environment. One of the environmental goals addressed is to minimize or avoid CO2 emissions to address climate change. Study area selected for DEP is Tumkur district of Karnataka state, India and the DEP is carried out for the year 2005 and 2020. Advanced operation research technique, goal programming, is used to solve the large and complicated energy system problem having multiple conflicting goals.

<p>ABSTRACT</p><p>Cities throughout Asia have experienced unprecedented economic development over the past decades. In many cases this has contributed to their rapid and uncontrolled growth, which has resulted in a multiplicity of problems, including rapid population increase, enhanced environmental pollution, collapsing traffic systems, dysfunctional waste management, and rapid increases in the consumption of energy, water and other resources. The significant energy use in cities is not very well perceived in Asian countries. Although a number of studies into energy consumption across various sectors have been conducted, most are from the national point of view. Energy demand analysis is not considered important at the level of the city. The thesis is focused on the dynamics of energy utilization in Asian mega-cities, and ultimately aims at providing strategies for maximizing the use of renewable energy in large urban systems.</p><p>The study aims at providing an in-depth understanding of the complex dynamics of energy utilization in urban mega-centers. An initial general analysis is complemented by a detailed study of the current situation and future outlook for the city of Bangkok, Thailand. An integrated approach applied to the study includes identification of the parameters that affect the utilization of energy in mega-cities and a detailed analysis of energy flows and their various subsystems, including commercial, industrial, residential and that of transportation. The study investigates and evaluates the energy models most commonly used for analyzing and simulating energy utilization. Its purpose is to provide a user-friendly tool suitable for decision-makers in developing an energy model for large cities. In addition, a Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) process has been developed to assess whether or not the energy systems meet the sustainability criteria.</p><p>A metabolic approach has been employed to analyze the energy flow and utilization in selected Asian mega-cities, including Bangkok, Beijing, Shanghai, and Tokyo. The approach is applied to measure the majority of indirect energy flows or the energy embodied in the flows of goods and services involving the residents of those cities. Since the function of cities is to serve the lives of the residents, indirect energy consumption could be regarded as being of equal importance as that of direct energy use. The essence of embodied energy is that an indirect reflection upon behavior following direct energy consumption. It can illustrate how a city relies on the outside, for example other cities, countries, etc. and provides some interesting information that cannot be easily drawn from the direct energy demand. The study reveals that the indirect energy demand is more significant than the direct energy demand in Bangkok, Shanghai, and Tokyo, while direct energy demand is greater than the indirect energy demand in Beijing. This can be explained by the fact that Bangkok, Shanghai, and Tokyo have a greater reliance upon the outside in terms of energy demand.</p><p>The Long-range Energy Alternative Planning (LEAP) system has been selected to perform Bangkok energy modeling. In a Bangkok case study a range of policy interventions are selected and how these would change the energy development in Bangkok by the year 2025 is examined. Different policies can be grouped by the sectors analyzed. The only supply-side policy considered meets an existing target of having 10% of electricity generated from renewable sources. The study period for the model started in 2005 and ends in 2025, with the year 2000 taken as the base year. The proposed scenarios were evaluated using the MCDM approach to rate their sustainability. Team members found that this method provided a methodology to help decision-makers to systematically identify management objectives and priorities.</p>

[pt] Constituído por uma matriz eletro-energética predominantemente hídrica e território de proporções continentais, o Brasil apresenta características únicas, sendo possível realizar o aproveitamento dos fartos recursos hídricos presentes no território nacional. Aproximadamente 65 por cento da capacidade de geração de energia elétrica advém de recursos hidrelétricos enquanto 28 por cento de recursos termelétricos. Sabe-se que regimes hidrológicos de vazões naturais são de natureza estocástica e em função disso é preciso tratá-los para que se possa planejar a operação do sistema, sendo assim, o despacho hidrotérmico é de suma importância e caracterizado por sua dependência estocástica. A partir das vazões naturais é possível calcular a Energia Natural Afluente (ENA) que será utilizada diretamente no processo de simulação de séries sintéticas que, por sua vez, são utilizadas no processo de otimização, responsável pelo cálculo da política ótima visando minimizar os custos de operação do sistema. Os estudos referentes a simulação de cenários sintéticos de ENA vêm se desenvolvendo com novas propostas metodológicas ao longo dos anos. Tais desenvolvimentos muitas vezes pressupõem Gaussianidade dos dados, de forma que seja possível ajustar uma distribuição paramétrica nos mesmos. Percebeu-se que na maioria dos casos reais, no contexto do Setor Elétrico Brasileiro, os dados não podem ser tratados desta forma, uma vez que apresentam em sua densidade comportamentos de cauda relevantes e uma acentuada assimetria. É necessário para o planejamento da operação do Sistema Interligado Nacional (SIN) que a assimetria intrínseca a este comportamento seja passível de reprodução. Dessa forma, este trabalho propõe duas abordagens não paramétricas para simulação de cenários. A primeira refere-se ao processo de amostragem dos resíduos das séries de ENA, para tanto, utiliza-se a técnica Markov Chain Monte Carlo (MCMC) e o Kernel Density Estimation. A segunda metodologia proposta aplica o MCMC Interconfigurações diretamente nas séries de ENA para simulação de cenários sintéticos a partir de uma abordagem inovadora para transição entre as matrizes e períodos. Os resultados da implementação das metodologias, observados graficamente e a partir de testes estatísticos de aderência ao histórico de dados, apontam que as propostas conseguem reproduzir com uma maior acurácia as características assimétricas sem perder a capacidade de reproduzir estatísticas básicas. Destarte, pode-se afirmar que os modelos propostos são boas alternativas em relação ao modelo vigente utilizado pelo setor elétrico brasileiro. / [en] Consisting of an electro-energetic matrix with hydro predominance and a continental proportion territory, Brazil presents unique characteristics, being able to make use of the abundant water resources in the national territory. Approximately 65 percent of the electricity generation capacity comes from hydropower while 28 percent from thermoelectric plants. It is known that hydrological regimes have a stochastic nature and it is necessary to treat them so the energy system can be planned, thus the hydrothermal dispatch is extremely important and characterized by its stochastic dependence. From the natural streamflows it is possible to calculate the Natural Inflow Energy (NIE) that will be used directly in the synthetic series simulation process, which, in turn, are used on the optimization process, responsible for optimal policy calculation in order to minimize the system operational costs. The studies concerning the simulation of synthetic scenarios of NIE have been developing with new methodological proposals over the years. Such developments often presuppose data Gaussianity, so that a parametric distribution can be fitted to them. It was noticed that in the majority of real cases, in the context of the Brazilian Electrical Sector, the data cannot be treated like that, since they present in their density relevant tail behavior and skewness. It is necessary for the National Interconnected System (SIN) operational planning that the intrinsic skewness behavior is amenable to reproduction. Thus, this paper proposes two non-parametric approaches to scenarios simulation. The first one refers to the process of NIE series residues sampling, using a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) technique and the Kernel Density Estimation. The second methodology is also proposed where the MCMC is applied periodically and directly in the NIE series to simulate synthetic scenarios using an innovative approach for transitions between matrices. The methodologies implementation results, observed graphically and based on statistical tests of adherence to the historical data, indicate that the proposals can reproduce with greater accuracy the asymmetric characteristics without losing the ability to reproduce basic statistics. Thus, one can conclude that the proposed models are good alternatives in relation to the current model of the Brazilian Electric Sector.

Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Teixeira Leite Asano / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / A partir do início da década de 1920 começou a entrar em operação a audaciosa iniciativa denominada "Projeto Serra" que, em síntese, consistia em bombear parte do volume de água dos rios Tietê e Pinheiros para o reservatório Billings construído com a finalidade de armazenar água para ser aduzida por 720 metros de queda até ser turbinada na Usina Hidroelétrica Henry Borden. Essa configuração proporciona a essa usina uma excepcional produtibilidade, fato que na prática representa produzir mais eletricidade turbinando menor volume de água se comparada a outras usinas no Brasil. As estruturas do Projeto Serra continuam em operação e integram o que atualmente é denominado Complexo Henry Borden, entretanto, devido aos índices de poluição nas águas dos rios Tietê e Pinheiros o bombeamento para produção de eletricidade está proibido desde 1989 e com isso os consumidores brasileiros de eletricidade não podem dispor continuamente da plena capacidade e produtibilidade da Usina Henry Borden. Considerando o grande e múltiplo potencial do Complexo, esse trabalho de pesquisa explorou, a partir da metodologia do Planejamento Integrado de Recursos, a utilização das idiossincrasias regulatórias vigentes no Setor Elétrico para sugerir um plano de ação conjunto entre diversos agentes, visando ao tratamento das águas dos rios que integram o Complexo com a finalidade de redução dos índices de poluição visando à autorização de bombeamento das águas para geração de eletricidade, para que dessa forma, a sociedade brasileira e moradores da região metropolitana de São Paulo possam usufruir da plena disponibilidade dos diversos usos do Complexo Henry Borden. / From the beginning of the 1920s, the bold initiative called "Serra Project" began, which, in synthesis, consisted of pumping part of the volume of water from the Tietê and Pinheiros rivers to the Billings reservoir built for the purpose of storing water to be adduced by 720 meters of fall until being turbine in Hydroelectric Plant Henry Borden. This configuration gives this plant an exceptional productivity, a fact that in practice represents the production of more electricity by turbinating less water compared to other plants in Brazil. The structures of the Serra Project continue to operate and integrate what is now known as the Henry Borden Complex. However, due to the pollution indexes in the Tietê and Pinheiros rivers, pumping for electricity production has been prohibited since 1989 and with this the Brazilian consumers of Electricity cannot continuously dispose of the full capacity and productivity of the Henry Borden Mill. Considering the large and multiple potential of the Complex, this research project explored, from the methodology of Integrated Resource Planning, the use of the regulatory idiosyncrasies in force in the Electric Sector to suggest a joint action plan among several agents, aiming at the treatment of the waters of the Which integrate the Complex with the purpose of reducing the pollution indexes in order to permit the pumping of water for electricity generation, so that Brazilian society and residents of the metropolitan region of São Paulo can enjoy the full availability of the various uses of the Complex Henry Borden.

Há um cenário de agrave na indústria de energia elétrica no Brasil, por escassez de energia afluente na produção hídrica, exigindo maior acionamento térmico. Para o futuro, usinas predominantemente a fio dágua, que estão sendo inseridas, estarão pronunciando ainda mais essa necessidade. Por força da estruturação térmica, sobrarão mais emissões de gases de efeito estufa - GEEs e consumo de recursos fósseis por unidade de energia elétrica produzida. Este estudo visa testar a possibilidade de construção de um cenário futuro, eleito 2050, de fornecimento de energia elétrica no país, balizado na aceleração do uso das fontes renováveis, premissa postulada como alinhamento à busca de desenvolvimento sustentável para o país. É utilizada a pesquisa, análise e síntese, com abordagem sistêmica, e aplicação de indicadores eleitos fundamentais para alcance do objetivo. São sistematizados dados e informações existentes em diferentes tipos de documentos elaborados por autores e organizações nacionais e internacionais, e nos planos governamentais de expansão da produção de energia elétrica. A partir do referencial teórico metodológico adotado, os resultados obtidos demonstram que é possível estabelecer um planejamento de longo prazo baseado no uso renovável dos recursos de que o país dispõe, com menores pressões socioambientais, consumos de fósseis, e emissões de gases de efeito estufa, por unidade de energia produzida. São obtidas maiores participações de fontes renováveis com menor participação da fonte hídrica, e menores participações de emissões de gases de efeito estufa e de consumo de óleo combustível. Sem incorrer em aumento nos custos de produção. Resulta um sistema descentralizado, híbrido, com maior expansão das fontes térmicas renováveis, eólica e solar, maior participação de produção independente cogeração, autoprodução, e geração distribuída e menor carga na rede de transmissão, comparativamente ao cenário atual. / There is an aggravated prospect in the Brazilian electric energy industry, due to a shortage of affluent energy in the hydric production, requiring a greater thermal use. For the future, the insertion of hydroelectric power plants predominantly without reservoirs will make this need even more evident. Due to the thermal structuring, there will be more emissions of greenhouse gases (GHGs) and consumption of fossil resources per unit of electric energy produced. This study aims to test the possibility of building a future setting, elected 2050, of electric energy supply in the country, beaconed on the acceleration of the use of renewable sources, premise postulated in alignment with the pursuit of sustainable development for the country. The research, analysis and synthesis is adopted, with a systemic approach, and applying the indicators elected as paramount to reach the goal. Data and information from different types of documents produced by international and national authors and organizations as well as governmental plans of expansion of electric energy production were systematized. From the theoretical and methodological framework adopted, the results obtained have shown that it is possible to establish a long term plan, based on the use of the available resources, with decreased social and environmental pressure, fossil consumption, and emission of GHGs per unity of energy produced. A greater participation of renewable sources is achieved, while the participation of hydric sources, the emissions of GHGs and consumption of oil-fuels are reduced. There is no increase in the production costs. The result is a decentralized, hybrid system with larger expansion of renewable thermal, wind and solar sources, larger participation of independent production co-generation, auto-generation and distributed generation and a diminished load on the transmission network, compared to the current scenario.

A Gestão Energética Descentralizada é uma forma de gestão dos recursos energéticos cujas primeiras publicações referentes ao tema datam dos anos 1980, no entanto, foi verificado um crescimento do desenvolvimento de estudos e aplicações do conceito na prática de forma substancial somente em tempos recentes (anos 2000). A Gestão Energética Descentralizada é tratada sob uma infinidade de termos e conceitos, e também pode ser aplicada com graus diferentes de descentralização como em vilas, quarteirões, bairros, distritos e estados. Tal conceito está fortemente atrelado ao combate das emissões de Gases de Efeito Estufa, busca pela inserção das fontes de energia renováveis nas matrizes, conservação de energia e eficiência energética, e pela associação entre planejamento urbano, ou das cidades, ao dos sistemas energéticos. Ainda, cabe destacar que nesse modelo de gestão descentralizado- a participação popular e o engajamento dos cidadãos nos processos decisórios e na busca por cidades sustentáveis veem sendo colocado, por muitos pesquisadores do tema, como requisitos indispensáveis ao seu adequado funcionamento. Esta dissertação tem como foco de pesquisa a Gestão Energética Descentralizada em âmbito municipal e seu desenvolvimento nas cidades do Brasil. Dessa forma, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre o estado da arte do desenvolvimento da Gestão Energética Descentralizada Municipal no Brasil e no mundo, abarcando principalmente questões do planejamento e de políticas públicas como transparência e participação popular no desenvolvimento dos Planejamentos Energéticos Locais. O resultado da pesquisa mostra que existe Gestão de Energia Descentralizada Municipal no Brasil com desenvolvimento de Planejamentos Energéticos Municipais, os quais têm como principal instrumento incentivador o subprograma PROCEL-GEM, foco de estudo de caso também desenvolvido nessa pesquisa, que demonstrou que os planejamentos realizados dentro do subprograma estão restritos as unidades consumidoras de energia elétrica dos órgãos e serviços públicos, além disso, foram observados indícios de falta de transparência e participação popular nos processos de planejamento, assim como falta de recursos para a implementação dos projetos formulados em tais documentos. / Early publications on Decentralized Energy Management, which is a form of energy resources management, date back to the 1980s, however, a substantial increase in the development of such studies and applications of the concept was verified only in recent times (2000s). The Decentralized Energy Management is treated under a multitude of terms and concepts, and can also be applied with varying degrees of decentralization such as in villages, blocks, neighborhoods, districts and states. This concept is close linked to themes like Greenhouse Gases mitigation, integration of renewable energy sources in the energy matrix, energy conservation, energy efficiency and the relationship between urban planning and the energy system. It is noteworthy that in this management model decentralized the communitys participation and engagement in the decision making in the development of sustainable cities is being pointed out, by many researchers, as an indispensable requirement for the proper functioning of this kind of model. This dissertation focuses on Decentralized Energy Management at the municipal level and its development in the cities of Brazil. Thus, this work performs a state of art review on Decentralized Municipal Energy Management in Brazil as well as in the world, covering mainly planning and public policy issues such as transparency and community participation in the development of local Energy Planning. The results shows that there are Decentralized Municipal Energy Management projects in Brazil which develop Municipal Energy Planning, mostly supported by the PROCEL GEM-subprogram, that is also the case study of this research. Additionally, the results demonstrated that the planning made within this subprogram is restricted to the electricity consumption of public agencies or services. Moreover, were observed indications of a lack of transparency and community participation in the planning process as well as the lack of resources for the implementation of such projects.

A geração termelétrica a partir da biomassa proveniente do setor sucroenergético brasileiro, além de ser vista como opção para investimentos no setor de energias renováveis, pode contribuir com o suprimento de energia mantendo aspectos inerentes às vantagens sociais, estratégicas e ambientais que o favorecimento de um setor genuinamente desenvolvido no Brasil pode atribuir à matriz de energia elétrica. O objetivo principal deste trabalho é analisar o potencial adicional de energia elétrica que pode ser gerado a partir de recursos do setor sucroenergético. Os objetivos específicos estão em determinar e dimensionar os possíveis combustíveis para geração termelétrica no setor sucroenergético, em determinar quais rotas tecnológicas possibilitam o aumento da geração de energia e em quantificar a geração específica bruta de energia para cada tecnologia selecionada. O método consiste na realização de revisão bibliográfica para alocar o tema de estudo e pesquisa, com posterior elaboração de pesquisas documentais com o intuito de reunir dados e estimativas necessárias ao desenvolvimento do cálculo, coletando dados em publicações de institutos, entidades, empresas e consultores (dados de estimativas de produção de cana-de-açúcar para o período projetado e a definição dos recursos combustíveis e dos recursos tecnológicos). A seguir, para cada tecnologia de geração de energia elétrica, são apresentados arranjos com seus respectivos balanços de energia, índices de geração específica bruta de energia para as condições de cogeração e de geração de energia elétrica pura, vantagens, desvantagens e a inserção destas tecnologias ao longo do período estimado. Os resultados apontam que a expansão da produção de cana-de-açúcar, baseada na expansão agrícola e no aumento da produtividade, bem como o incremento tecnológico dos sistemas termelétricos de potência disponíveis comercialmente para o setor sucroenergético podem permitir a projeção de cenários com 26 GW de capacidade instalada com a utilização do bagaço e 33 GW com a inserção de palha. A importância deste trabalho está relacionada com a apresentação do estado da arte da tecnologia disponível para a geração termelétrica a partir do setor sucroenergético, pelo fato de apresentar os índices de geração específica para diferentes cenários de disponibilidade combustível e de tecnologias aplicáveis e por permitir análises entre os grupos tecnológicos e as biomassas disponíveis para a geração. / The biomass power generation in the Brazilian sugar & ethanol industry, besides being seen as an option for investments in the renewable energy sector, may contribute to the energy supply while maintaining aspects related to social, strategic and environmental advantages that the support of a sector genuinely developed in Brazil can attribute to the electricity matrix. The main purpose of this study is to analyze the surplus electricity that can be generated from resources of the sugar & ethanol industry. The specific aims are to determine and measure the potential fuels for power generation in the sugar & ethanol industry, to determine which technological routes enable an increase in the power generation and to quantify the specific gross power generation for each selected technology. The method consists of conducting a literature review in order to place the subject of study, with further development of documentary research in order to collect data necessary for developing the calculation, collecting data in publications from institutes, organizations, companies and consultants (sugarcane production data estimates for the foreseen period of study and the definition of fuel and technology resources for power generation). Afterwards, for each power generation technology, arrangements are presented with their respective energy balances, the specific gross power generation for the cases of process cogeneration and power generation stand-alone, the advantages, disadvantages and the inclusion of these technologies over the projected period. The results show that the expansion of production of sugarcane, based on agricultural expansion and increased productivity as well as the technological improvement of commercially available power generation systems for the sugarcane industry may allow scenarios with 26 GW of installed capacity using the sugarcane bagasse and 33 GW with the insertion of the sugarcane straw. The significance of this work is related to the presentation of the state of the art technology available for the thermoelectric generation from sugarcane industry. It is also connected to the fact of presenting an index of specific power generation for different scenarios of fuel availability and applicable technologies as well as enabling analysis of technological groups and available biomass for power generation.