Publication
Decarbonizing Brazil’s power sector: high-resolution simulation and lifecycle emissions analysis of a 100% renewable grid
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | |
| datacite.subject.sdg | 13:Ação Climática | |
| dc.contributor.advisor | Ferreira, Ângela P. | |
| dc.contributor.advisor | Dranka, Géremi Gilson | |
| dc.contributor.author | Roma, Gabriel Fonseca Oliveira | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-24T15:10:02Z | |
| dc.date.available | 2025-10-24T15:10:02Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.date.submitted | 2025 | |
| dc.description | Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná | |
| dc.description.abstract | À medida que o mundo acelera os esforços para combater as alterações climáticas, a transição para sistemas eléctricos totalmente renováveis tornou-se um objectivo crucial, especialmente para economias emergentes. Este trabalho explora a viabilidade de um sistema eléctrico 100% renovável no Brasil até 2050, através de simulações de alta resolução utilizando o modelo EnergyPLAN e uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) probabilística das tecnologias renováveis consideradas. Ferramentas tradicionais de planeamento energético e estratégias nacionais de longo prazo tendem a subestimar ou ignorar as emissões indirectas de gases com efeito de estufa (GEE) associadas ao ciclo de vida das tecnologias renováveis — incluindo construção, fabrico, manutenção e desmantelamento —, que podem alterar significativamente o perfil ambiental dos cenários futuros. Assim, são necessárias abordagens integradas de modelação que combinem simulações detalhadas com análises ambientais robustas. A metodologia adoptada inclui modelação operacional horária baseada nas projecções do Plano Nacional de Energia (PNE 2050) e a construção de um Ano Meteorológico Típico (TMY) para representar perfis realistas de geração. Foi elaborado um inventário detalhado de emissões indirectas de GEE para centrais hidroeléctricas, eólicas, solares fotovoltaicas, biomassa e nucleares, complementado por uma simulação de Monte Carlo para capturar incertezas. Os resultados indicam que uma rede 100% renovável poderá ainda emitir, em média, 30,8 MtCO2eq/ano devido às emissões indirectas. A inclusão de sistemas combinados de armazenamento energético poderá reduzir as necessidades de importação de electricidade de 19,87 TWh para 8,8 TWh, aumentando a capacidade do sistema para lidar com a variabilidade sazonal. Estes resultados reforçam a viabilidade técnica da transição e evidenciam a importância do investimento estratégico em armazenamento e da contabilização ambiental rigorosa. | por |
| dc.description.abstract | As the world accelerates efforts to combat climate change, transitioning to fully renewable electricity systems has become a critical objective, particularly for emerging economies. This work explores the possibility of a 100% renewable electricity system in Brazil by 2050 through highresolution simulations using the EnergyPLAN model and a probabilistic Life Cycle Assessment (LCA) of renewable technologies. Traditional energy planning tools and national strategies often underestimate or overlook indirect GHG emissions across life cycles—construction, manufacturing, maintenance, and decommissioning—which can significantly alter the environmental profile of future scenarios. Integrated modelling approaches are thus needed to ensure the path to decarbonization is both technically feasible and environmentally robust. The methodology includes hourly operational modelling based on projections from the National Energy Plan (PNE 2050) and the construction of a Typical Meteorological Year (TMY) to reflect realistic generation profiles. A detailed inventory of indirect GHG emissions for hydropower, wind, solar PV, biomass, and nuclear was assembled, and a Monte Carlo simulation was performed to capture uncertainty. Results show that a fully renewable grid could still emit 30.8 MtCO2eq/year due to indirect emissions. The inclusion combined energy storage systems could drop imports needs from 19.87 TWh to 8.8 TWh, enhancing the system’s ability to manage seasonal variability. These findings underscore the technical feasibility of a 100% renewable grid in Brazil, while also highlighting the importance of strategic investments in storage infrastructure and the need for robust environmental accounting. The study concludes that a successful transition will require coordinated public policy, improved demand forecasting, and ongoing evaluation of both technical constraints and environmental trade-offs. | por |
| dc.identifier.tid | 204024790 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10198/34883 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | Energia renovável | |
| dc.subject | Planejamento energético | |
| dc.subject | Avaliação do ciclo de vida | |
| dc.subject | Simulação de Monte Carlo | |
| dc.title | Decarbonizing Brazil’s power sector: high-resolution simulation and lifecycle emissions analysis of a 100% renewable grid | |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Dissertação de mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores |