Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
energia - energia
Tipologia: Notas de estudo
1 / 34
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Figura 1............................................................................................................................ Figura 2............................................................................................................................ Figura 3............................................................................................................................ Figura 4............................................................................................................................ Figura 5............................................................................................................................ Figura 6............................................................................................................................ Figura 7............................................................................................................................ Figura 8............................................................................................................................ Figura 9............................................................................................................................ Figura 10.......................................................................................................................... Figura 11.......................................................................................................................... Figura 12..........................................................................................................................
Trabalho Científico apresentado ao curso Engenharia Mecânica do UniFoa. Aluno:Marcus Vinicius Monteiro
6.1.2 Impacto Ambiental..................................................................................... 6.1.3 Capacidade Instalada.................................................................................. 7 HIDRELÉTRICA................................................................................................ 7.1 Custo Operacional......................................................................................... 7.2 Impacto Ambiental........................................................................................ 7.3 Capacidade Instalada..................................................................................... 8 MATERIAL E MÉTODO................................................................................... 9 RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................................... 10 CONCLUSÃO..................................................................................................... 11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................
O artigo apresenta as forma de geração de energia elétrica no Brasil, a situação atual da produção e expõe os problemas para a implementação de um novo modelo no setor energético e para a inclusão de termelétricas em um grande sistema hidrelétrico. Questões ambientais são consideradas, particularmente as emissões de gás de efeito estufa.Atenta ainda para a possível construção de novos reatores nucleares no Brasil e destaca a importância da conservação energética e do uso de fontes de energia renovável.
PALAVRAS-CHAVE : Energia elétrica, Gás natural, Hidrelétricas, Termelétricas, Energia nuclear.
The forms, the situation of electric energy generation in Brazil is presented here and showing the problems in the implementation of the new model for the Power Sector, as well as in the inclusion of thermal plants in a very big hydroelectric system. Environment issues are considered, in particular the greenhouse gas emissions. The article pays attention to the possible construction of new nuclear reactors in Brazil. It is pointed out the importance of energy conservation and of using renewable energy sources. KEYWORDS : Electric energy, Natural gas, Hydroelectric power plants, Thermal power plants, Nuclear energy.
O artigo Formas de geração de energia para indústrias tem como principal objetivo apresentar e descrever algumas das principais características de usinas hidrelétricas, termelétricas e nucleares. Em função da apresentação do funcionamento básico dessas indústrias a pessoas iniciantes, o autor deste artigo o elaborou com a colaboração de diversas áreas do saber e auxílio de diferentes referências bibliográficas. O artigo está dividido em tópicos, constando a descrição, custo operacional, impacto ambiental e capacidade instalada de cada um dos tipos de indústrias de geração de energia citadas no presente artigo. Espera-se que o artigo auxilie na pesquisa de iniciantes na área de energia, seja ela, hidrelétrica, termelétrica ou nuclear.
O debate sobre energia no início do segundo mandato do presidente Lula se aguçou, envolvendo o próprio Plano de Aceleração do Crescimento (PAC), anunciado com uma forte expectativa de superar o marasmo em que caiu a economia brasileira há mais de uma década. Portanto, é importante o êxito do PAC. A energia não deve ser um gargalo. O primeiro sinal dos problemas que estão na raiz do debate atual foi dado no início do primeiro mandato do presidente pelo chamado Grupo de Estudos para a Nova Estrutura do Setor Elétrico (Genese), criado em 2003 para assessorar o Conselho Superior do Sistema Eletrobrás (Consise), formado pelos presidentes das empresas geradoras federais. O Consise ganhou naquela época um papel estratégico importante na Eletrobrás, definindo linhas de ação das suas empresas, o que desagradou muita gente.
Os problemas emergenciais que foram apontados incluíam a queda do mercado após o racionamento de energia elétrica de 2001, gerando excedente de energia no curto prazo e jogando para baixo o preço no mercado spot , onde as geradoras vendiam o excedente. Por determinação da regulamentação aplicada pelo governo, a partir de 2003 as geradoras federais (pertencentes à Eletrobrás), como Furnas, tiveram seus contratos com as distribuidoras, como a Light e a Eletropaulo, progressivamente cancelados. Assim foram levadas a vender sua energia no spot , perdendo receita e reduzindo a capacidade de investir. Para se ter uma idéia do que isso significou, Furnas vendia energia hidrelétrica para as distribuidoras por contrato a R$ 80/MWh, enquanto no spot era remunerada por apenas R$ 18/ MWh. Parte dessa energia no spot servia para substituir energia contratada de usinas termelétricas, que ficavam desligadas, pois o Operador Nacional do Sistema não as despachava desde que houvesse água em nível adequado nos reservatórios das hidrelétricas. Entretanto, essas termelétricas desligadas recebiam até R$ 130/ MWh, de acordo com os contratos que tinham com as distribuidoras. Furnas continuava gerando energia com praticamente 100% da sua capacidade, metade remunerada por contratos por cerca de R$ 80/MWh, metade no mercado spot por R$ 18/MWh, o que dava em média R$ 49/MWh.Manifestaram-se, na ocasião, contrariamente a esse estado de coisas que dava enorme perda à Eletrobrás. Também a questão dos consumidores livres que apareceu agora foi colocada naquela ocasião. Eles compraram energia hidrelétrica demasiadamente barata quando havia excedente. Os consumidores livres, grandes indústrias intensivas em energia, absorvem atualmente 30% da energia elétrica do país e estão fora do sistema atendido pelas concessionárias com tarifas altas. Finalmente, a introdução das termelétricas, originalmente previstas pelo Plano Prioritário de Termelétricas do governo Fernando Henrique, ficou mal resolvida e se desdobra hoje no problema do gás natural indisponível para a geração elétrica, além da inadequação dos contratos. Um segundo aspecto relacionado a esse último ponto é de natureza técnica: o modo de inserir as termelétricas no sistema de base hidrelétrica brasileiro, sendo necessário rever o próprio método de definição de energia assegurada, de risco e custo do déficit e do uso da curva de aversão a risco em razão da variação hidrológica. A implementação do novo modelo e os leilões de energia O resultado do leilão da energia velha no setor elétrico em dezembro de 2004 foi sintomático. Embora essa denominação seja conceitualmente discutível,
Outro problema é que os contratos do leilão foram de oito anos. Nesse período há expectativa de subir o preço da energia, pois o crescimento do consumo esgota a sobra de energia causada pelo racionamento e pelas medidas que se seguiram a ele. Comprometidas com um preço baixo em logo prazo, Furnas, Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (Chesf) e Centrais Elétricas do Norte do Brasil (Eletronorte) perdem receita potencial e sua capacidade de investir fica menor, e o setor privado terá de ocupar esse espaço. Aí se pode vislumbrar a lógica de manter baixos os preços da energia gerada pelas estatais para permitir montar em cima deles o preço alto da geração privada. No passado, as estatais perdiam dinheiro vendendo barato a energia e pararam de investir. Esse foi um argumento para as privatizações. Em 2003, o governo Lula reverteu isso. Estaremos arriscando repetir o ciclo? Em entrevista ao Programa “Roda Viva” da TV Cultura de São Paulo, em outubro de 2003,haviam afirmado que “nenhum modelo que não remunere as estatais será viável e sustentável”, é “repetir o erro da ditadura: as estatais durante um tempo produziam aço barato para a indústria ganhar dinheiro”. Já no fim de 2005, publicaram na Folha de S.Paulo um artigo antecipando o que ocorreu no outro leilão, esse da chamada energia nova. Infelizmente, o prognóstico se verificou quando o leilão se concretizou. O novo modelo do setor elétrico, como tinha sido concebido pelo grupo de trabalho que atuava sempre no Instituto de Cidadania, e era para implementar uma política pública destinada a aumentar a oferta de energia, de modo a fazer frente ao aumento da demanda de modo eficiente. Entretanto, dependendo do crescimento da economia, a situação poderá se tornar crítica em cerca de dois anos. O prazo é curto, pois são necessários cinco anos para construir uma hidrelétrica e três, para uma termelétrica. Só não há uma crise em 2007 porque as chuvas foram intensas no início deste ano. Alguns problemas podem inviabilizar o crescimento e ainda conduzem à energia muito cara, que o consumidor paga. No primeiro leilão para construção de usinas elétricas, ou seja, no leilão de energia nova, esperava-se que o aumento da oferta deveria dar prioridade à energia renovável, em especial, novas hidrelétricas mais baratas. Mas, de dezessete hidrelétricas na primeira etapa, o governo somente conseguiu licença ambiental para seis, com um total de apenas cerca de 400 MW de energia firme. Como o processo de licenciamento ambiental de uma hidrelétrica é mais complicado e demorado (anos), mais que o de uma termelétrica (poucos meses), usinas a óleo,
a diesel e a carvão foram habilitadas no leilão, além de gás e bagaço de cana, bem melhores. Foram habilitados geradores diesel, emergenciais, que, desde o racionamento de 2001, pagamos no seguro “apagão”. Com o objetivo de atrair capital privado, o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) se comprometeu a financiar 80% do valor em quatorze anos, sem exigir garantia corporativa. Mas apenas para empresas privadas. Hoje, pelo PAC esse prazo foi ampliado para vinte anos. Como o leilão limitou em 116 reais o preço do MWh de novas hidrelétricas, considerado baixo pelos investidores privados, essas usinas tinham de ser bancadas por estatais com recursos próprios. Entretanto, as empresas do grupo Eletrobrás, a maior empresa de geração e transmissão da América do Sul, ficaram em condições desfavoráveis de receita futura para investir. Pois foram levadas a vender a energia chamada velha, das usinas antigas, por valores baixos. Quanto às termelétricas, algumas poluem muito a atmosfera e geram energia cara em razão do preço do combustível. O critério adotado no leilão foi selecionar termelétricas com melhor índice de custo benefício, o qual leva em conta o custo de investimento e o custo adicional quando a usina opera, gastando combustível. Este último custo depende de por quanto tempo a usina será operada ao longo de vinte anos. Isso dependerá da disponibilidade de hidreletricidade no sistema, pois as térmicas operam em complementação, já que não faz sentido queimar combustíveis, fósseis e caros, se houver água para turbinar nas barragens. Logo, é preciso estimar o tempo de operação efetiva. O problema é que há uma incerteza nessa estimativa. Em uma previsão otimista, a termelétrica ficará desligada na maior parte do tempo, servindo para dar segurança ao sistema na eventualidade de falta de chuvas. Nesse caso, não importa no leilão a usina ser ineficiente e consumir muito combustível caro ao funcionar, o que importa mais é o custo de investimento. As térmicas emergenciais a óleo ou a diesel estão amortizadas. No entanto, ao gerarem energia, o custo pode chegar a 350 reais por MWh, enquanto usinas a gás natural eficientes podem gerar energia elétrica a 130 reais por MWh, mas com um custo de investimento maior. Na previsão otimista de hidreletricidade abundante, as usinas menos eficientes ganharam o leilão. Se, depois, a previsão otimista não corresponder à realidade, as termelétricas ganhadoras do leilão vão funcionar mais tempo e os consumidores terão de pagar uma energia muito cara. Enfim, o Brasil, que se rejubila de ter uma matriz energética limpa, passa da
Entretanto, quando abaixa muito o nível médio dos reservatórios, devem- se ligar as termelétricas, na falta de novas hidrelétricas. Há o problema dos contratos usuais, em que se paga pelo uso de gás sem interrupção. Antes mesmo da crise da Bolívia, a Petrobras estudava a importação de gás natural liquefeito por navios, que pode ser interrompida conforme a necessidade. O problema é que leva tempo para implantar uma usina de regaseificação. Pensa-se em adaptar termelétricas para serem bicombustíveis, podendo usar diesel ou outros combustíveis no lugar de gás. Mas eles são muito mais caros. Na implantação do novo modelo, mantiveram-se contratos privilegiados. As termelétricas foram introduzidas sem considerar o sistema hidrelétrico brasileiro, e os leilões de energia levaram a termelétricas a carvão e a diesel, caras e poluentes, emitindo mais gases do efeito estufa. A alta do preço internacional do petróleo repercute no gás natural e, portanto, na geração elétrica – embora, hoje, a participação do petróleo na economia mundial seja menor do que nos tempos dos choques dos anos 1970. Em âmbito mundial, essa participação nos custos dos produtos em geral é a metade do que era naquele tempo. Também o preço atual de US$ 50/barril é bem menor do que o valor que atingiu no segundo choque do petróleo em 1979, em dólares constantes corrigidos. A geração hidrelétrica A população da América Latina é 7% da mundial, enquanto o consumo de energia primária da América Latina é 4,7% do consumo mundial, o que mostra uma desigualdade. Agora, se observamos as fontes de energia primárias, a participação da América Latina varia: •5,8% em petróleo; •4,0% em gás natural; •0,8% em nuclear; •21,1% em hidreletricidade. A presença da geração nuclear de eletricidade na América Latina, portanto, é menos de 1% da geração nuclear no mundo. Fica restrita a Brasil, Argentina e México. Enquanto isso, a da hidreletricidade supera 20%. Brasil, Venezuela e Peru estão entre os dez países com maiores recursos hídricos no mundo (Quadro 1).
Como vemos no Quadro 1, o Brasil é o primeiro país do mundo em recursos hídricos. Mas, na utilização dos recursos hídricos, o Brasil não é o primeiro
no mundo, é o quarto (Quadro 2). É algo pouco conhecido. Temos recursos hidrelétricos que não usamos na proporção dos países como os Estados Unidos. O Brasil utiliza aproximadamente 25% de seu potencial hidrelétrico; os Estados Unidos utilizam cerca de 80%.
A hidreletricidade depende de meteorologia. É claro que, uma vez nos reservatórios, a água entra no mercado. Os problemas da hidreletricidade por causa das questões ambientais e dos movimentos contra as grandes represas levam à tendência de abandono da hidreletricidade. É preciso que o governo negocie democraticamente com os movimentos ambientalistas. Em razão dos impactos ambientais, devem-se reduzir as dimensões das áreas inundadas por futuras barragens no Brasil, como no caso de Belo Monte cujo projeto foi revisto pela Eletronorte na época em que estive na Eletrobrás, reduzindo substancialmente a área atingida pelo reservatório (Figura 3). Embora se perca em contrapartida potência, esse pode ser o preço a pagar para minimizar seus impactos.
A Figura 4 mostra o projeto do Rio Madeira. Há alguns problemas técnicos, como a grande variação da vazão em Belo Monte e Madeira, ambas sem reservatório de regulação. Para se firmar a energia dessas usinas, podem ser usadas termelétricas que, nesse caso, funcionariam durante os meses de baixa vazão. Outro problema é o uso de turbinas de bulbo no Rio Madeira, com problema de estabilidade elétrica, que pode ser resolvido pelo uso de corrente contínua na transmissão da energia a longa distância.
Os quadros 3 e 4 fazem uma comparação entre a geração hidrelétrica, termelétrica a combustíveis fósseis e nuclear, e entre os três grandes projetos em discussão no governo: Belo Monte, Madeira e Angra III.
A geração nuclear de energia elétrica no Brasil Não há um consenso no Brasil a respeito da opção nuclear, mas sim visões diferentes. Entretanto, prevalece ainda uma influência das críticas feitas nos anos 1970/1980 ao programa nuclear dos governos militares, especialmente ao Acordo Nuclear de 1975 com a Alemanha, que tinha por objetivo construir oito reatores de 1.300 MW cada um até 1990 e transferir a tecnologia do ciclo do
O Brasil ratificou o Tratado de Tlatelolco, de desnuclearização da América Latina, implementou a Agência Brasileiro-Argentina de Contabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC), uma agência para inspeções mútuas de instalações nucleares brasileiras e argentinas. O presidente Fernando Henrique assinou o Tratado de Não-Proliferação de Armas Nucleares (TNP) e o Brasil integrou, com a Suécia e outros países, a coalizão por uma nova agenda dentro do TNP, para redução e posterior eliminação dos arsenais nucleares das potências militares. Infelizmente essa redução não está se dando. A Nuclebrás e suas subsidiárias foram desfeitas, restando basicamente a Nuclebrás Engenharia (Nuclen) e a Fábrica de Equipamentos Pesados (Nuclep) em Itaguaí. O restante foi incorporado à INB, em especial as instalações de fabricação de combustível nuclear em Resende, para a qual se transfere a tecnologia de enriquecimento de urânio desenvolvida pela Marinha. A INB e a Nuclep pertencem ao Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT). Posteriormente, a área de operação da Central de Angra foi retirada dessa empresa e fundida com a Nuclen, dando origem à Eletronuclear, pertencente à Eletrobrás. Isso foi feito no governo Fernando Henrique visando à privatização de Furnas, suspensa no governo Lula. No governo Fernando Henrique, resolveu-se retomar as obras concluindo Angra II. O custo, inicialmente previsto de US$ 500/kW em 1975, escalou para mais de US$ 4.000/kW. Angra II foi o único reator do Acordo com a Alemanha até hoje concluído. Sua obra durou mais de vinte anos. Eram previstos oito reatores funcionando em 1990 e estimava-se nada menos do que cinqüenta em 2000, além do ciclo do combustível nuclear. A questão da energia nuclear foi retomada pelo governo Lula com a decisão de se fazer ou não Angra III. Esse seria o segundo reator previsto pelo Acordo, e grande parte dos seus componentes foi importada da Alemanha e está estocada há décadas no Brasil. Existem cerca de 700 milhões de dólares em equipamentos de Angra III estocados, mas, para concluir a obra, será necessário mais 1,7 bilhão de dólares, dos quais cerca da metade seria financiada pelos franceses, atuais controladores da Siemens – nuclear alemã. Do ponto de vista de custo de energia, só devemos computar para fins de decisão esse 1,7 bilhão de dólares faltantes, pois os 700 milhões são basicamente irrecuperáveis, ainda que haja um valor residual dos equipamentos, parte como
suprimento para manutenção de Angra II, parte para venda eventual. Há poucos anos participei, com Maurício Tolmasquim, hoje presidente da recém-criada Empresa de Pesquisa Energética do Ministério de Minas e Energia, de um grupo de estudo na Coordenação dos Programas de Pós-graduação de Engenharia (Coppe) que fez a comparação de custo da energia nuclear com uma possível hidrelétrica e com uma futura termelétrica. A energia hidrelétrica é menos cara, seguida da termelétrica e da nuclear. Na comparação entre as duas últimas, há grande sensibilidade quanto à taxa de retorno (muito alta nos empreendimentos termelétricos privados, mais de 15% ao ano, e, em geral, menor nos empreendimentos hidrelétricos e nucleares federais), bem como quanto ao preço futuro do gás natural. Esse pode ser puxado pela alta do petróleo no mercado mundial, que está hoje na faixa de US$ 50/barril, após ter ultrapassado US$ 70/barril em
Unidos, na Europa e no Japão. O pequeno reator projetado pela Marinha poderia servir de ponto de partida. Como exemplo, a África do Sul desenvolveu um conceito de um pequeno reator. Um parceiro do Brasil poderia ser a Argentina, que pode utilizar o combustível usado de Angra I e II, desde que reencamisado, em seus reatores a urânio natural. Na campanha que elegeu Lula para a Presidência da República, Souza Barros e eu tivemos um encontro com ele no Instituto de Cidadania para falarmos sobre o problema das armas nucleares. Discordo de que, ao fazer o enriquecimento do urânio, o governo tenha em mente capacitar o país para armas nucleares, como foi levantado em algumas publicações internacionais, quando os Estados Unidos fizeram pressões para incluir obrigações adicionais nas inspeções internacionais das instalações de enriquecimento de urânio brasileiras. Não há mínima base para isso, pois o Brasil cumpre à risca suas obrigações no Tratado de Não-Proliferação de Armas Nucleares.
Perspectivas tecnológicas da geração nuclear de energia elétrica A situação mundial pode ser sumarizada da seguinte forma. Não há novos reatores em construção nos Estados Unidos, que, entretanto, estão estendendo o tempo de vida de seus reatores e manifestam a intenção de construir os reatores denominados avançados. Também na França, que manteve até pouco tempo atrás um intenso programa nuclear, não há nenhum reator em construção. Na Europa, no momento, há apenas um reator nuclear em construção, na Finlândia. Os países que têm hoje importantes programas de reatores em andamento são a China, o Japão e a Coréia do Sul. A Figura 5 mostra que nos últimos anos a capacidade instalada de reatores nucleares não cresceu substancialmente, embora a derivada seja positiva. Na Figura 6 temos a geração elétrica nuclear por países.
Os reatores nucleares comerciais no mundo usam a fissão produzida por nêutrons muito lentos. Como o nêutron produzido pela fissão é rápido, temos de moderá-lo, diminuindo sua velocidade antes de atingir novo núcleo. Para isso se faz que ele colida com núcleos atômicos de um moderador. O moderador mais simples é a água, porque suas moléculas (H2O) contêm hidrogênio (H). A melhor maneira de fazer uma partícula perder energia em um choque elástico é fazê-la
colidir com outra de mesma massa, tal como ocorre com as bolas em um jogo de bilhar, em que, às vezes, uma delas perde toda sua velocidade e fica parada após o choque, transferindo sua energia cinética para a outra. Como a massa do nêutron é igual à do próton, o hidrogênio, desse ponto de vista, é o melhor moderador, pois seu núcleo tem apenas um próton. Mas há uma probabilidade de o nêutron se ligar ao próton, formando um núcleo de deutério, um isótopo do hidrogênio. Perdem-se tantos nêutrons que, em um reator moderado com água, não há como formar a massa crítica de urânio natural para as fissões se sustentarem
