Modelos de simulação baseados em Dinâmica de Sistemas com Vensim ®

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Teoria e exercícios práticos de Dinâmica de Sistemas
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4.10. EMISSÕES DE CO2

Modelos de simulação baseados em Dinâmica de Sistemas com Vensim

Pedem-nos que faceemos um modelo simples das emissões de CO2 para a atmosfera, que seja genérico e adaptável posteriormente a um período e entorno geográfico determinado. Nos pedem que nos baseemos na "Identidade de Kaya".

A "Identidade de Kaya" indica que as emissões de CO2 são iguais ao Produto Interior Bruto-PIB (€) pela Intensidade de Energia (kW/€) e pelo Vetor Produção de Energia (CO2/kW).

CO2 (t) = PIB (€) x Intensidade de Energia (kW/€) x Vetor Produção (CO2/kW)

A Intensidade de Energia é a quantidade de energia demandada por cada unidade de PIB anual. Podemos então calcular a energia total demandada com base no PIB.

O Vetor Produção de Energia inclui as emissões de CO2 por cada kW de energia produzida, e a distribuição percentual das diferentes fontes de energia: carvão, petróleo, gás natural, nuclear e renováveis (hidroelétrica, eólica e outras). Assim, podemos calcular as emissões de CO2 com base na energia demandada e no Vetor de Produção.

A fim de fixar alguns parâmetros iniciais, a emissão de CO2 por kW produzido com o carvão é alta, média com o petróleo e baixa com o gás natural, e não existem emissões significativas com o resto das fontes. Por outro lado, o Vetor de Produção de Energia está formado em 50% por petróleo, 30% por nuclear, 10% por gás natural e o resto a partes iguais entre carvão e renováveis.

Pedem-nos que o modelo permita, além de introduzir diferentes cenários do PIB, possibilite introduzir possíveis melhoras tanto na eficiência da Intensidade Energética como nas emissões de CO2 por unidade de kW produzido para as diferentes fontes de energia.

Desejamos criar então um modelo que inclua todos estes aspectos e que o nível de CO2 na atmosfera seja constante. Propõe-se o seguinte esquema:

Emissão = PIB x Intensidade de Energia x Vetor Energético

Sendo as respectivas unidades de medida:

CO2 = € x Kw/ € x CO2/Kw

O modelo permite incluir a Identidade de Kaya, para calcular as emissões de CO2 com base na Energia demandada e no Vetor Energético, e também introduzir os parâmetros genéricos que nos indicam.


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