Matriz energética brasileira e sua ampliação

MATRIZ ENERGÉTICA DO BRASIL

Ian D’Oring

Kevin Augusto

Lourival Miguel

Lucas Marcelo

Luciano dos Santos

Wenderson Nascimento

William das Dores

RESUMO: Este artigo tem por objetivo analisar a composição da matriz enérgica brasileira bem como os as vantagens e desvantagens dos principais componentes e as formas alternativas promover sua ampliação.

PALAVRAS-CHAVE: Energia, Impactos ambientais, Combustível, Usina, Potência.

1.      INTRODUÇÃO

Matriz energética é o conjunto de todos os tipos de energia que um país gera e utiliza. Podemos fazer uma ligação direta entre o consumo de energia e o nível de desenvolvimento econômico de um país. No caso do Brasil podemos observar essa relação a partir do final do século XIX, quando entraram e operação as primeiras usinas hidrelétricas e termelétricas do país para suprir as demandas da Industria do café. Porém a partir da segunda metade do século XX nossa matriz passou por um intenso processo de desenvolvimento em razão do fim da Segunda Guerra mundial, quando as exportações para países europeus aumentaram e posteriormente a instalação de multinacionais em território brasileiro.

2.      OS COMPONENTES

No cenário atual o Brasil conta com seis componentes principais para a geração de energia, a seguir veremos cada um deles de forma detalhada.

Figura 1 – Principais componentes da matriz energética brasileira [1]

2.1.   HIDRELÉTRICAS

Ao longo dos anos a energia hidráulica se tornou a principal forma de geração de energia em nosso país e atualmente corresponde a cerca de 61% da nossa matriz energética. O Brasil possui um grande potencial hidrelétrico devido ao relevo a ao grande volume de águas fluviais o que nos garante a 5ª posição no ranking de países que mais utilizam energia renovável no mundo.

Basicamente o funcionamento dessas usinas consiste em usar a força de uma queda d’água para gerar energia da seguinte forma: A água represada é conduzida através de dutos até enormes turbinas (com lâminas geralmente em formato curvo que giram em torno de um eixo) que possuem um gerador acoplado mecanicamente a cada uma delas. Enquanto passa pela turbina a água a faz girar e o gerador por estar acoplado faz o mesmo movimento e assim transforma a potência mecânica em potência elétrica. A energia elétrica gerada a partir desse processo é conduzida através de cabos ou barras condutaras até transformadores que irão elevar a tensão (voltagem) para a condução adequada através de linhas de transmissão até centros de consumo.

Figura 2 – Esquema de funcionamento de uma hidrelétrica [2]

Por usarem a força da água as hidrelétricas são consideradas uma fonte renovável de energia e possuem um baixo custo na geração de energia, porém elas apresentam certos pontos negativos. Do ponto de vista econômico essas usinas possuem um custo elevado para implantação e precisam de um extensa rede de transmissão elétrica uma vez que são instaladas distantes dos maiores centros industriais. Devemos levar em conta também o ponto de vista ambiental em relação a estas usinas, que mesmo sendo uma forma sustentável necessitam mudar o curso de rios e inundar áreas vastas, assim prejudicando a fauna e a flora dessa região. Além disso hidrelétricas também emitem poluentes e em alguns casos essa emissão pode ser superior a que é gerada em termelétricas.

2.2.   TERMELÉTRICAS

Usinas termelétricas tem como o objetivo a queima de combustíveis para gerar energia. Embora tenham diminuído sua participação na geração de energia entre as décadas de 70 e 90 seu uso voltou a crescer após o apagão de 2001, quando o governo acionou essas usinas como medida de contingencia e atualmente correspondem a cerca de 17% de toda energia produzida no país. Em sua maioria as termelétricas são consideradas não renováveis dependendo do combustível utilizado.

Em geral a produção de energia nessas usinas ocorre de forma semelhante independente do combustível utilizado no processo. O movimento dos geradores se dá através da queima de combustível (gás natural, carvão ou óleo combustível) em uma caldeira de água que gera vapor. Ao chegar na turbina o vapor movimenta as pás da mesma que aciona um gerador que está acoplado a essa turbina. Este gerador por sua vez transforma a potência mecânica em potência elétrica que é conduzida através de cabos até um transformador que fará uma alteração na tensão, a partir dessa etapa a energia é conduzida através de linhas de transmissão até centros de consumo. O vapor que foi gerado na caldeira é novamente transformado em água e conduzido a caldeira, iniciando um novo ciclo.

Ao contrário de hidrelétricas, as termelétricas podem ser construídas próximas a centros industriais o que reduz os custos de implantação devido as torres e as extensas linhas de transmissão. Porém assim como uma moeda tem duas faces, essas usinas possuem seus aspectos negativos. As termelétricas apresentam um custo maior em relação as outras modalidades para a geração de energia, isso se deve ao aumento constante nos preços dos combustíveis que são utilizados nessas usinas. Além disso há o impacto ambiental causado, que começa desde a extração da matéria-prima usada como combustível até a liberação de gases causadores do efeito estufa como consequência da queima de combustíveis.

2.3.   ENERGIA EÓLICA

Obtida através do movimento das correstes de ar, a energia eólica vem ganhando seu espaço dentro de nossa matriz energética. Para se ter ideia mais de 30% do Nordeste já é abastecido pela energia eólica. Mesmo sendo uma forma de energia limpa é utilizada apenas como um complemento para a geração de energia, pois devemos considerar as intempéries da natureza, isto é se parar de ventar a produção de energia também vai parar.

A base funcionamento das turbinas eólicas é bastante simples: devido a velocidade dos ventos as pás da turbina movimentam-se em sentido rotacional, esse movimento aciona o gerador que se encontra no topo da torre e através de cabos subterrâneos a energia gerada no processo é transportada até uma subestação que fará a distribuição da mesma.

Figura 3 – Esquema de funcionamento de uma turbina eólica [3]

Considerando a velocidade dos ventos em nosso país, pode se dizer que temos um grande potencial de geração eólica. Apesar disso, as torres eólicas não podem ser instaladas próximas de centros populacionais devido ao ruído constante emitido, além disso, interferem no comportamento migratório de aves.

2.4.   ENERGIA NUCLEAR OU TERMONUCLEAR

Mesmo antes da inauguração da primeira termonuclear em solo brasileiro em 1982 essa forma de geração de energia vem sendo muito discutida mundo afora, em razão dos ricos que a mesma apresenta em casos de acidentes como é o caso das tragédias de Chernobyl, na Rússia (antiga União Soviética) e Three Mile Island, nos Estados Unidos. Mesmo com toda a controvérsia, atualmente a energia nuclear compõe cerca de 1,3% de toda energia gerada no Brasil, um valor considerável se levarmos em conta que existem apenas duas unidades em funcionamento em nosso país.

Nas termonucleares o processo de geração de energia é semelhante ao que ocorre nas termelétricas, porém nessas usinas o calor é produzido através de reações nucleares aplicadas em materiais radioativos (em especial o urânio). O uso de matérias radioativos acaba gerando dejetos, também radioativos que são armazenados em locais isolados e são monitorados.

Assim como as termelétricas, as termonucleares podem ser instaladas próximas de centros urbanos e necessita de uma pequena área para sua construção. Outra vantagem é a independência de fatores climáticos (chuvas e ventos). As desvantagens, por sua vez acabam por comprometer a imagem da energia nuclear. Como já mencionado, as termonucleares produzem dejetos, que mesmo sendo uma baixa produção, em caso de acidente podem causar consequências que perdurarão por várias gerações. Além disso, essas usinas causam o aquecimento de ecossistemas aquáticos próximos, devido água de resfriamento dos reatores.

2.5.   ENERGIA SOLAR

Dentre as formas sustentáveis de geração de energia essa é a que mais se destaca por ser 100% limpa, infelizmente esse destaque não é o suficiente para promover sua aplicação em longa escala em nosso país que atualmente corresponde a menos de 0,0008% de toda a matriz energética.

Como o próprio nome sugere, nessa modalidade a radiação solar é transformada em energia elétrica. Isso ocorre devido a utilização de painéis fotovoltaicos que ao receberem radiação solar a transforma em energia elétrica que será conduzida através de cabos até uma central e esta por sua vez fará a distribuição dessa energia.

A energia solar apresenta uma grande vantagem em relação as demais. Os painéis solares utilizados são tão práticos que podem ser instalados até mesmo em residências. Em contrapartida possui um alto custo de implantação e como depende da radiação solar tornando-se ineficaz durante a noite, a menos que seja utilizada uma bateria para armazenar a energia o que aumentaria mais ainda o gasto para instalação.

2.6.   PETRÓLEO E BIOCOMBUSTÍVEIS

Mesmo após o choque do petróleo em 1970, o mesmo ainda é muito utilizado em nossa matriz energética uma vez que a frota de carros no Brasil cresce cada vez mais e assim gera uma demanda maior pelo petróleo e seus derivados. Porém na busca de formas alternativas ao petróleo devido ao preço e as questões ambientas, entraram em cena os biocombustíveis. A grande vantagem dos biocombustíveis é a baixa emissão de gases do efeito estufa, porém há controvérsias em relação a seu uso uma vez que consomem muita energia em sua produção e por se basearem em culturas intensivas que por sua vez produzem gases do efeito estufa.

3.      EXPANSÃO DA MATRIZ

No início de 2013, com os baixos níveis de água nos reservatórios das hidrelétricas, o governo federal constatou uma crise energética em curso. Como solução o governo decidiu recorrer ao uso de termelétricas em período integral com intuito de complementar a oferta de energia elétrica no país. No Brasil há uma demanda energética de 4,8% ao ano para esta década e com a crise energética ficou claro que as hidrelétricas não seriam suficientes para corresponder essa demanda. Especialistas apontam que a principal razão para esta crise foi a falta de planejamento em relação as formas de geração de energia, como mencionado anteriormente as hidrelétricas são responsáveis cerca de 70% da produção de energia no país, em outras palavras isso representa uma enorme dependência de chuvas regulares. Em países mais desenvolvidos ocorre algo um pouco diferente, onde a matriz energética é mais diversificada justamente para evitar uma crise como esta. Atualmente o Brasil investe em uma reestruturação da sua matriz para um modelo hidrotérmico. Nesse modelo são construídas usinas hidrelétricas com reservatórios menores para diminuir os impactos ambientais, devido aos reservatórios reduzidos, as hidrelétricas não terão capacidade de suprir a demanda em períodos de seca. Nesses períodos as usinas termelétricas deverão ser acionadas para suprir a demanda.

Apesar dos baixos investimentos no setor energético, nosso país já conta com algumas formas alternativas de geração de energia que mesmo em planejamento ou em estágio inicial de aplicação podem ser de grande aproveitamento no futuro, vamos ver algumas delas a seguir.

3.1.   CÉLULAS DE COMBUSTÍVEL

Consiste na decomposição de combustíveis para a produção de hidrogênio e oxigênio que posteriormente será recombinado para a produção de água, durante esse processo de combinação é gerada energia elétrica. Desde 2002, o Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) vem incentivando pesquisas e o desenvolvimento dessa tecnologia e atualmente a usina de Itaipu, a maior do país, já conta um sistema de células a combustível ainda em pequena escala com o objetivo de aumentar a produção de energia da usina e reduzir o desperdício de água de seus vertedouros.

3.2.   ATERROS SANITÁRIOS

Você não leu errado, embora pareça estranho, aterros sanitários também são capazes de somar em uma matriz energética através do fornecimento de gás natural proveniente da decomposição da matéria orgânica. Essa ideia já foi aproveitada por uma usina que foi instalada no Município de São Pedro da Aldeia, Rio de Janeiro. Para se ter ideia, a produção de diária nessa usina é de 6.000 metros cúbicos de gás. Também é importante frisar que os gases ainda serão lançados na atmosfera posteriormente através da queima dos mesmos, porém antes serão utilizados de forma positiva no consumo.

3.3.   ESGOTOS

Esta é mais uma forma estranha de geração de energia para nossa lista. Basicamente funcionam de forma semelhante a uma termelétrica de pequeno porte, porém o combustível utilizado é o biogás obtido através da biodigestão da matéria orgânica e do lodo dos esgotos. O Brasil já conta com um projeto desses bem sucedido que se encontra em funcionamento em Belo Horizonte, Minas Gerais. Além disso, outros projetos já se encontram em desenvolvimento em outros estados.

3.4.   ONDAS DO MAR

Essa é mais uma fonte renovável de energia, pois nesse método a energia é gerada a partir das ondas do oceano. Na “versão brasileira” dessa tecnologia utiliza-se o movimento de sobe-e-desce das ondas para movimentar flutuadores instalados na costa da praia que por sua vez movimentarão outros componentes da unidade e irá gerar energia. A primeira dessas usinas a ser instalada em território nacional, se encontra em Porto Percém, no Ceará, embora ainda esteja em fase inicial, estima-se que uma maior aplicação dessa tecnologia na costa do pais seria capaz de suprir 17% da matriz energética.

Figura 4 – Usina de ondas em Porto Percém, CE [4]

3.5.   FUSÃO NUCLEAR: FUTURO PRÓXIMO

Por enquanto essa é uma tecnologia ainda em fase de pesquisas, porém rende grandes expectativas. Como qualquer forma de energia nuclear, a fusão também oferece riscos, porém é um processo mais limpo e mais eficiente. Em 2006, o Brasil deu início a um programa de pesquisas nesta área. Atualmente, cientistas alemães terminaram a construção de um reator de fusão nuclear para simular a compressão de dois átomos de hidrogênio até formar um átomo de hélio, nesse processo é liberada uma enorme quantidade de energia. Esse processo é semelhante ao que ocorre dentro uma estrela e apesar dos avanços deve mostrar resultados apenas a partir de 2050, mas já demostra um grande potencial energético.

4.      CONCLUSÃO

Vimos que já existem várias formas gerar energia disponíveis no Brasil e que a maioria delas infelizmente não recebem investimentos suficientes para promover um maior desenvolvimento das mesmas. Por outro lado, só o fato dessas modalidades estarem disponíveis em nosso país, mostra que já temos tecnologia suficiente para promover maiores avanços na ampliação da matriz de forma alternativa e mais eficiente, além disso, como já mencionado, nosso pais tem um potencial energético considerável e isso certamente é um fator importante pois também refere a disponibilidade dos recursos naturais em território nacional. Essa disponibilidade porém deve ser explorada com responsabilidade, visando uma utilização dos mesmos com a menor taxa de impactos ambientais possível. Enfim, estamos no caminho certo para alcançarmos um matriz energética diversificada, porém é necessário um desenvolvimento mais elaborado do setor energético, mas isso requer que mais investimentos sejam feitos nesse setor, vale salientar ainda, que devido à crescente demanda de energia ao longo dos anos, é ideal que essas medidas sejam tomada o mais cedo possível, por isso a população também deve fazer sua parte e cobrar ações da parte das autoridades antes que seja tarde e as luzes se apaguem.

REFERÊNCIAS

[1] http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/OperacaoCapacidadeBrasil.cfm

[2] http://www.saense.com.br/tag/eletricidade/

[3] http://www.portal-energia.com/funcionamento-de-um-aerogerador/

[4] http://www.pensamentoverde.com.br/economia-verde/ceara-possui-primeira-usina-de-ondas-da-america-latina

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