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Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP
Centro Superior de Educação Tecnologia – CESET
Análise e Perspectivas Ambientais Referentes às Aplicações da Biomassa como Fonte de Energia Alternativa.
Luciana Fernandes Torso,
Thais de Salve Minutti.
Limeira / SP
2006
i
Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP Centro Superior de Educação Tecnologia – CESET
Análise e Perspectivas Ambientais Referentes às Aplicações da Biomassa como Fonte de Energia Alternativa.
Luciana Fernandes Torso
Thais de Salve Minutti
Orientador:
Rafael Ulysses Miranda
TGI apresentado ao Centro Superior
de Educação Tecnológica – CESET
como requisito de conclusão do
Curso de Tecnologia em
Saneamento – Modalidade Controle
Ambiental.
Limeira / SP
2006
ii
Folha de Aprovação
Trabalho de Graduação Integrado das alunas, Luciana Fernandes Torso e
Thais de Salve Minutti, apresentado ao Centro Superior de Educação Tecnológica –
CESET, da Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP em 08 de dezembro de
2006 e aprovado pela Banca Examinadora composta pelos professores:
___________________________________________
Profª. Ângela Maria Aparecida Albino.
___________________________________________
Profª. Marta Siviero Guilherme Pires
___________________________________________
Profª. Rafael Ulysses Miranda.
iii
Agradecimentos
Aos nossos pais por nos prover
recursos, incentivo e sempre acreditar em
nosso potencial.
Ao professor Rafael Ulysses
Miranda, pelo apoio e aprendizado.
A todos os professores e amigos
que contribuíram para a nossa formação
profissional e pessoal.
iv
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................1
2. OBJETIVO...............................................................................................................2
3. REVISÃO DE LITERATURA ...................................................................................3
4. MATERIAL E MÉTODOS......................................................................................33
5. RESULTADOS ......................................................................................................36
6. ANÁLISE E DISCUSSÃO......................................................................................46
7. CONCLUSÃO........................................................................................................53
8. BIBLIOGRAFIA .....................................................................................................54
9. ANEXOS ...............................................................................................................60
v
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................1
2. OBJETIVO...............................................................................................................2
3. REVISÃO DE LITERATURA ...................................................................................3
3.1. Cenário Mundial: Escassez do petróleo ...............................................................3
3.2. Cenário Energético Brasileiro...............................................................................6
3.2.1. Fontes de Energia, Não Renováveis..........................................................9
3.2.1.1. Carvão Mineral ....................................................................................9
3.2.1.2. Petróleo .............................................................................................11
3.2.1.3. Gás Natural........................................................................................12
3.2.1.4. Energia Nuclear .................................................................................13
3.2.2. Fontes de Energia, Renováveis ...............................................................15
3.2.2.1. Energia Eólica....................................................................................15
3.2.2.2. Energia Solar .....................................................................................16
3.2.2.3. Hidrelétrica.........................................................................................17
3.2.2.4. Biomassa, como fonte de Energia. ....................................................17
3.2.2.4.1. Carvão Vegetal ...........................................................................20
3.2.2.4.2. Biogás .........................................................................................22
3.2.2.4.3. Álcool ..........................................................................................23
3.2.2.4.4. Óleos Vegetais............................................................................26
3.2.2.4.5. Biodiesel......................................................................................28
4. MATERIAL E MÉTODOS......................................................................................33
5. RESULTADOS ......................................................................................................36
6. ANÁLISE E DISCUSSÃO......................................................................................46
7. CONCLUSÃO........................................................................................................53
8. BIBLIOGRAFIA .....................................................................................................54
9. ANEXOS ...............................................................................................................60
vi
LISTA DE TABELAS
TABELA – 01: Matriz energética brasileira no ano de 1999. .......................................6
TABELA – 02: Reservas mundiais dos combustíveis fósseis e vida útil estimada. ...10
TABELA - 03: Consumo de Carvão Vegetal em percentual. .....................................21
TABELA – 05: Caracterização das Opções Energéticas Brasileiras .........................44
TABELA – 06: Análise e quantificação dos diferentes fatores associados a cada
opção energética.......................................................................................................45
vii
LISTA DE FIGURAS
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................................1
2. OBJETIVO .............................................................................................................................2
3. REVISÃO DE LITERATURA ..............................................................................................3
3.1. Cenário Mundial: Escassez do petróleo...............................................................................3
Figura – 01: Reservas mundiais de petróleo, em bilhões de barris. Fonte: Adaptado de (ANP, (2005) citado por RATHMANN, et al., (2005))........3 Figura – 02: Histórico e perspectivas referente à matriz energética mundial. .....................................................................................................5
3.2. Cenário Energético Brasileiro .............................................................................................6
TABELA – 01: Matriz energética brasileira no ano de 1999................6 Figura – 03: Consumo energético no Brasil com 0,16 bilhões de habitantes em 1998. Fonte: Adaptado de (GOLDEMBERG, 2006). .........7 Figura – 04: Consumo energético nos países industrializados da OCDE, totalizando 1 bilhão de habitantes em 1998. Fonte: Adaptado de (GOLDEMBERG, 2006)..................................................8 Figura – 05: Característica da matriz energética brasileira em 2004. .......9
3.2.1. Fontes de Energia, Não Renováveis .........................................................................9 3.2.1.1. Carvão Mineral...............................................................................................9
TABELA – 02: Reservas mundiais dos combustíveis fósseis e vida útil estimada................................................................................................10
3.2.1.2. Petróleo ...........................................................................................................11 3.2.1.3. Gás Natural ..................................................................................................12 3.2.1.4. Energia Nuclear ...........................................................................................13
Figura – 06: Comparativo entre a geração de energia nuclear no Brasil e no mundo. Fonte: (IAEA, (2001) citado por INDÚSTRIAS NUCLEARES DO BRASIL (INB), (2006))..........................................13
3.2.2. Fontes de Energia, Renováveis...............................................................................15 3.2.2.1. Energia Eólica ..............................................................................................15 3.2.2.2. Energia Solar ...............................................................................................16 3.2.2.3. Hidrelétrica ....................................................................................................17 3.2.2.4. Biomassa, como fonte de Energia............................................................17
Segundo o ministro da agricultura, Luis Carlos Guedes Pinto, o Brasil possui potencial para liderar mundialmente a produção de biocombustíveis devido à possibilidade de utilizar novas terras para o cultivo da matéria prima necessária ao processo sem ampliar as áreas desmatadas e sem reduzir as áreas destinadas à produção de alimentos, mantendo os impactos ambientais provenientes desta atividade socialmente aceitos. Além disso, através do processo de irrigação, pode-se realizar o cultivo de sequeiro em muitas áreas do país, fornecendo condições para o desenvolvimento destas regiões (MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO, (2006)). .......18
3.2.2.4.1. Carvão Vegetal.....................................................................................20 TABELA - 03: Consumo de Carvão Vegetal em percentual..............21
viii
3.2.2.4.2. Biogás ...................................................................................................22 3.2.2.4.3. Álcool .....................................................................................................23
Figura - 07: Produção mundial de álcool combustível....................24 3.2.2.4.4. Óleos Vegetais .....................................................................................26 3.2.2.4.5. Biodiesel ................................................................................................28
Figura – 08: Percentuais mínimos de mistura de biodiesel ao diesel – Lei 11.097/2005.Fonte: (CRESTANA, 2005). ....................30 Figura – 09: Distribuição dos produtores de Biodiesel no Brasil nas fases de operação, regularização, construção e planejamento...................................................................................................................32
4. MATERIAL E MÉTODOS..................................................................................................33
Figura – 10: Esquema ilustrativo da Matriz de Relação. Fonte: Adaptação da metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha (FMEA), e do aplicativo Sistema Organizacional de Gestão Integrada (SOGI). ..................................................................................35
5. RESULTADOS ..................................................................................................................36
TABELA – 05: Caracterização das Opções Energéticas Brasileiras44 TABELA – 06: Análise e quantificação dos diferentes fatores associados a cada opção energética. ....................................................45
6. ANÁLISE E DISCUSSÃO. .................................................................................................46
Figura – 11: Comparativo entre a matriz energética dos países industrializados da OCDE e a matriz energética brasileira. Fonte: Adaptado de (GOLDEMBERG, 2006)................................................46 A apesar dos inúmeros benefícios gerados ao meio ambiente através do uso de biocombustíveis o fator decisivo para a realização de investimentos e incentivos governamentais na área é a dependência econômica de outros países e a escassez dos combustíveis fósseis. ............................................................................47
Comparativo da Utilização das Fontes Energéticas no Brasil nos Anos 1998 e 2004
0
10
20
30
40
50
Carvão Nuclear Hidrelétrica Biomassa Petróleo GásNatural
Con
trib
uiçã
o (%
)
1998 2004
..................................................................................................................48
ix
Figura 12: Matriz energética Brasileira nos anos de 1998 e 2004...................................................................................................................48 Fonte: Adaptado de (GOLDEMBERG, 2006) e CRESTANA, (2005). .....................................................................................................48 Figura – 13: Regionalização dos recursos energéticos no Brasil. 51 Localização de seis usinas de biodiesel em fase de construção ou projeto e três usinas em operação......................................................51
7. CONCLUSÃO......................................................................................................................53
8. BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................54
9. ANEXOS..............................................................................................................................60
RESUMO
A crise mundial no setor energético, devido ao aumento no consumo de
energia e a escassez dos combustíveis fósseis, motivaram o desenvolvimento de um
estudo sobre a matriz energética brasileira e os benefícios da adoção de fontes de
energia limpas e renováveis, visando soluções sustentáveis em beneficio do homem
e do meio ambiente.
A avaliação ambiental procurou analisar as principais fontes de energia
utilizadas atualmente, suas aptidões, vantagens e desvantagens discutidas a partir
do embasamento teórico adquirido ao longo do curso de Tecnologia em
Saneamento Ambiental, modalidade Controle Ambiental e por um levantamento
bibliográfico.
O resultado deste estudo gerou uma matriz comparativa entre as opções
energéticas, possibilitando analisar os impactos negativos e positivos causados no
meio ambiente e na econômica, propiciando o desenvolvimento sustentável do país.
A conclusão desta avaliação permitiu verificar que a biomassa é uma fonte
de energia renovável em potencial para a matriz energética brasileira e se sua
x
exploração for adequadamente gerenciada, torna-se uma boa opção para
investimentos no setor energético.
1
1. INTRODUÇÃO
Atualmente, a questão energética é uma preocupação global. As estimativas
de escassez do petróleo, os fatores estratégicos de mercado, a crescente
preocupação com a preservação ambiental, entre outros, são fatores que implicam
na necessidade de desenvolvimento de pesquisas que propiciem um processo de
transição planejado entre o uso do petróleo como uma das principais fontes
energéticas mundiais, e o uso de fontes energéticas alternativas, em sua
substituição.
As fontes renováveis de energia como a energia eólica, solar e biomassa
causam impactos ambientais substancialmente menores, quando comparadas às
fontes não renováveis. Os impactos causados pela dependência de combustíveis
fósseis contribuem para o interesse mundial por soluções sustentáveis no setor
energético.
Através da análise da matriz energética brasileira, verifica-se que o Brasil
possui potencial para liderar a produção de energia alternativa através da biomassa,
devido às condições climáticas, expansão territorial e experiência em programas
como o Pró-álcool e atualmente, o Programa Nacional de Produção de Biodiesel.
Além de agregar valor à produção agrícola, a bioenergia possibilita o
desenvolvimento econômico brasileiro, pois se utiliza de recursos vegetais
característicos de diferentes regiões do país para a geração de energia. Além de
permitir seu uso em diversas formas e estado para obtenção dos mais variados tipos
de energia, seja por conversão direta ou indireta.
2
2. OBJETIVO
O presente trabalho tem como objetivo fazer uma análise sobre a matriz
energética brasileira, disponibilidade de recursos, desenvolvimento econômico e os
possíveis impactos ambientais provenientes deste setor além de avaliar as
perspectivas referentes ao uso da biomassa como energia alternativa.
3
3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1. Cenário Mundial: Escassez do petróleo
Segundo GOLDEMBERG, (2006) os recursos energéticos são essenciais
para o desenvolvimento econômico de uma nação. Atualmente, o cenário energético
atual possui uma significante dependência dos combustíveis fósseis, principalmente
entre os países industrializados da Organização para Cooperação e
Desenvolvimento Econômico (OCDE).
Dados da Agência Nacional do Petróleo (ANP) revelam que o consumo
estimado de petróleo no ano de 2005 foi de 80 milhões de barris por dia e que as
reservas mundiais deste combustível fóssil totalizavam 1.147,80 bilhões de barris
assim, há previsão de escassez deste recurso energético no ano de 2046.
Esta estimativa desconsidera a tendência de crescimento no consumo
devido ao desenvolvimento econômico e o aumento vegetativo, portanto a
possibilidade de esgotamento das reservas é ainda maior caso não ocorra à
descoberta de novas jazidas ou desenvolvimento de novas fontes de energia
alternativa (RATHMANN, et al., 2005).
A figura 01 apresenta a distribuição das reservas mundiais de petróleo no
mundo, totalizando 1.147,80 bilhões de barris.
Figura – 01: Reservas mundiais de petróleo, em bilhões de barris. Fonte:
Adaptado de (ANP, (2005) citado por RATHMANN, et al., (2005)).
4
A dependência do petróleo como principal fonte de energia na sociedade
moderna; a instabilidade política e militar da região do Golfo Pérsico, responsável
pela maior reserva mundial, cerca de 726,6 bilhões de barris e a finitude das jazidas
de petróleo com conseqüente valoração devido sua escassez; são situações que
determinam à necessidade do desenvolvimento de fontes de energia alternativa para
o suprimento das necessidades energéticas mundiais.
O processo de transição entre o uso do petróleo, como uma das principais
fontes energéticas, e o uso de fontes energéticas alternativas, em sua substituição,
somente ocorrerá de forma planejada se a implantação de projetos e o
desenvolvimento de pesquisas sobre este assunto forem incentivados possibilitando
o conhecimento dos aspectos envolvidos nesta mudança.
Segundo RIPOLI (2004), por motivos de viabilidade econômica,
aproveitamento das condições regionais e preocupação com a escassez do
petróleo, alguns países estão investindo em novas possibilidades de geração de
energia como, por exemplo:
- Israel, que investe maciçamente em equipamentos para
aproveitamento de energia eólica, das marés e solar.
- Finlândia, onde a biomassa representa cerca de 20% da energia
produzida no país.
- Estados Unidos, cuja capacidade de produção de energia através da
biomassa passou de 200MW, no final dos anos 1970 para 8,4 GW no início da
década de 90.
Segundo a UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA, (2006) na
costa oeste dos Estados Unidos, no norte da Alemanha e na Dinamarca, a energia
eólica funciona como complemento à geração elétrica convencional.
Além da preocupação com a escassez dos combustíveis fósseis, os
fenômenos naturais como furacões, maremotos, secas, inundações, climas rigorosos
e extremos climáticos mais freqüentes e severos em todo o mundo, chamam a
atenção aos impactos negativos gerados pelo uso destes combustíveis (BRASIL.
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO, 2006).
Na Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e
Desenvolvimento realizada em Joanesburgo em 2002 o comitê brasileiro propôs
uma meta de 10% de energias renováveis em todo o mundo até o ano de 2010.
Devido aos interesses particulares de alguns grupos, não houve um consenso entre
5
todos os países em relação a esta iniciativa, porém a proposta foi bem vista pela
maioria dos representantes (MELLO, 2004).
A figura 02 apresenta o histórico e uma perspectiva referente à matriz
energética mundial, segundo NAKICENOVIC, et al., (1998) citado por CRESTANA,
(2005), verifica-se que no período de 1850 a 1910 a lenha e o carvão eram utilizados
como única fonte de energia. A perspectiva para o ano 2100 é a redução do
consumo do petróleo, do gás natural e do carvão e o aumento de geração de
energia através da biomassa moderna e fontes solares.
Figura – 02: Histórico e perspectivas referente à matriz energética mundial.
Fonte: Adaptado de (NAKICENOVIC, et al., (1998) citado por CRESTANA,
(2005)).
Segundo a British Petroleum, (2006), citado por BRASIL. Ministério da
Agricultura, Pecuária e Abastecimento, (2006) as jazidas mundiais de petróleo
possuem recursos para abastecimento do mercado até 2047. As reservas de gás
natural e reservas brasileiras de petróleo durariam até aproximadamente 2073 e
2024 respectivamente. Ao contrário da matriz energética mundial, que possui cerca
de 80% da participação representada por fontes de carbono fóssil, sendo 36% de
petróleo, 23% de carvão e 21% de gás natural, o Brasil, devido a sua disponibilidade
6
de recursos hídricos, clima tropical e extensão territorial, destaca-se pela
participação de fontes renováveis em sua matriz energética.
3.2. Cenário Energético Brasileiro
Segundo BRASIL. Ministério das Minas e Energias, (2006) o Brasil não
possui geração de energia suficiente para atender à demanda interna. A produção
energética, em 1999, por exemplo, foi equivalente a 202,7 milhões de toneladas de
petróleo, resultando num déficit de 28,3 milhões, suprido por importações. A
produção nacional está concentrada nas fontes de energia renováveis como a
energia hidráulica, lenha e derivados da cana-de-açúcar, que correspondem a 66%
do total produzido. As fontes não renováveis como o petróleo, gás natural, carvão e
urânio, são responsáveis por 34%. Entre os anos de 1990 e 1999, houve uma
redução na produção de energia através de fontes renováveis; principalmente a
lenha, que caiu de 15% para 8,4%, e um aumento na matriz energética proveniente
de fontes não renováveis, sobretudo do petróleo e seus derivados, que cresceu sua
participação de 30,2% para 33,8% no mesmo período. A tabela 01 apresenta o
consumo de energia no Brasil em 1999.
TABELA – 01: Matriz energética brasileira no ano de 1999.
Fonte: BRASIL. Ministério das Minas e Energias, (2006).
Fonte de Energia
Participação (%)
Eletricidade
39
Óleo diesel
12
Lenha e carvão vegetal
8
Gasolina
6
Óleo combustível
5
Carvão mineral
4
Álcool
3
Energia nuclear (maior percentual),
energia solar e eólica.
23
7
GOLDEMBERG, (2006) considera a disponibilidade de recursos energéticos,
indispensável e estratégica para o desenvolvimento socioeconômico. No Brasil, o
consumo per capita de energia tem crescido à taxa de 2,2% ao ano. As figuras 03 e
04 fazem um comparativo entre o consumo energético nos países industrializados
da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) com o
consumo brasileiro no ano de 1998.
Figura – 03: Consumo energético no Brasil com 0,16 bilhões de
habitantes em 1998. Fonte: Adaptado de (GOLDEMBERG, 2006).
8
Figura – 04: Consumo energético nos países industrializados da
OCDE, totalizando 1 bilhão de habitantes em 1998. Fonte: Adaptado
de (GOLDEMBERG, 2006).
Observa-se que 42% das necessidades energéticas dos países
industrializados da OCDE são supridas através do petróleo, 21% por gás e 18% por
carvão.
Ao contrário destes países, os quais possuem apenas 10% do suprimento
energético proveniente do uso de hidroelétricas e biomassa, no Brasil este tipo de
suprimento totaliza 55% . O consumo de petróleo representa 33%.
Segundo OSAWA, (1997) os países tropicais terão a sua maior riqueza
constituída pelos mecanismos de produção vegetal ativado pela luz solar, sendo o
Brasil o país que mais acumula tecnologia e conhecimento na geração de energia
através de biomassa.
Segundo dados do BRASIL. Ministério das Minas e Energia, citado por
CRESTANA, (2005) a matriz energética brasileira no ano de 2004 passou a possuir
a configuração indicada na figura 05.
9
Figura – 05: Característica da matriz energética brasileira em 2004.
Fonte: Adaptado de (Ministério das Minas e Energias, (2004) citado
por CRESTANA, (2005)).
3.2.1. Fontes de Energia, Não Renováveis
3.2.1.1. Carvão Mineral
De acordo com BORBA, (2001) o carvão mineral é formado a partir de um
processo denominado Carbonificação, em que a matéria orgânica vegetal é
depositada em bacias sedimentares sendo exposta às condições específicas de
temperatura, pressão, e ausência de oxigênio. Ao longo do tempo geológico a
matéria orgânica é solidificada, perdendo oxigênio e hidrogênio e se enriquecendo
em carbono. Quanto mais intensos forem os fatores pressão, temperatura e tempo
de exposição, maior será a qualidade do carvão. O processo de carbonificação
passa pelas seguintes fases: turfa, sapropelito, linhito, carvão sub-betuminoso,
carvão betuminoso, antracito. O estágio mínimo para a utilização industrial do carvão
é o do linhito.
A tabela 02 apresenta um comparativo entre as reservas mundiais e vida útil
dos recursos carvão, petróleo e gás natural. Entre os recursos energéticos não
10
renováveis, o carvão ocupa a primeira colocação em abundância e perspectiva de
vida útil.
TABELA – 02: Reservas mundiais dos combustíveis fósseis e vida
útil estimada.
Recurso
Reservas mundiais
(milhões de toneladas
em carvão equivalente)
Vida útil
estimada (anos)
Carvão
726.000
219
Petróleo
202.000
41
Gás Natural
186.000
65
Fonte: (Engineering & Mining Journal citado por BORBA, (2001)).
Os impactos ambientais no ciclo do carvão mineral têm início na sua
obtenção. A mineração gera muita poeira, prejudicando a saúde dos trabalhadores e
da população, além de trazer danos aos recursos hídricos, ao solo e ao relevo da
região. Na abertura dos poços de acesso e na utilização industrial ocorre a emissão
de gases poluentes, dos quais se destacam os óxidos de enxofre e nitrogênio e o
monóxido de carbono, causadores da chuva ácida. O processo de drenagem das
minas lança no ambiente água rica em sulfatos e ferro. Os rejeitos depositados no
local de extração, percolam no solo causando a lixiviação de substâncias tóxicas no
lençol freático (ANEEL, 2005).
Apesar das pressões ambientalistas na redução do uso do carvão mineral
como fonte energética, devido às emissões atmosféricas e conseqüentes impactos
como o aquecimento global e redução da camada de ozônio, o uso deste mineral
vem se mantendo relativamente inabalável no cenário mundial. Esta resistência
deve-se à dificuldade tecnológica dos recursos renováveis aumentarem sua
participação na matriz energética mundial (ALBUQUERQUE, 1993).
11
3.2.1.2. Petróleo
O petróleo é composto por uma mistura de hidrocarbonetos originada pela
decomposição de matéria orgânica, em ambientes com baixo teor de oxigênio. Ao
longo dos anos, este material se acumula no fundo de oceanos, mares e lagos,
sendo pressionado pelos movimentos da crosta terrestre, podendo ser encontrado
em bacias sedimentares formadas por camadas ou lençóis porosos de areia,
arenitos ou calcários (ANEEL, 2005).
Embora, conhecido a muitos anos, sua exploração somente foi iniciada em
meados do século XIX. A partir de então, a indústria petrolífera teve grande
expansão, principalmente nos Estados Unidos e na Europa. Mesmo com a forte
concorrência do carvão e de outros combustíveis considerados nobres naquela
época, o petróleo passou a ser utilizado em larga escala, especialmente após a
invenção dos motores a gasolina e a óleo diesel (ANEEL, 2005).
O Brasil, principalmente através da Petrobrás, desenvolveu e mantêm
tecnologia de ponta na extração e utilização do petróleo.
De acordo com PAFFENBARGER, (1997) o petróleo é utilizado
predominante no setor de transportes e em menor proporção, é o principal
responsável pela geração de energia elétrica em diversos países do mundo,
representando cerca de 7,9% de toda a eletricidade gerada.
A partir de 1970, com a crise mundial do petróleo, a participação deste
recurso sofreu uma redução considerável na matriz energética brasileira, entretanto
a contribuição de fontes renováveis de energia como a cana-de-açúcar e a energia
hidroelétrica aumentaram (GOLDEMBERG, 2006).
No processo de queima deste combustível há a emissão de poluentes como
o dióxido de carbono, o metano e o óxido nitroso, os quais contribuem para o
aquecimento global provocando o derretimento de geleiras e o aumento no nível do
mar. Além disso, nas termoelétricas ocorre a emissão de material particulado,
material este que caso não seja controlado através do uso de ciclones e
precipitadores associados a filtros, pode afetar a saúde da população e a
biodiversidade local (ANEEL, 2005).
12
3.2.1.3. Gás Natural
O gás natural é um combustível fóssil constituído da mistura de
hidrocarbonetos gasosos, originados da decomposição de matéria orgânica
fossilizada ao longo de milhões de anos. Sua composição no estado bruto consiste
em metano, com proporções variadas de etano, propano, butano, hidrocarbonetos
mais pesados e também CO2, N2, H2S, água, ácido clorídrico, metanol e outras
impurezas. Os maiores teores de carbono são encontrados no gás natural não-
associado, onde as jazidas de extração não contêm concentrações significativas de
petróleo (GASNET, 1999).
A utilização do gás natural como fonte de energia ocorreu no início do século
XX e desenvolvendo-se de forma irregular nas diversas regiões do planeta. O
aumento dos preços do petróleo no mercado internacional e a construção de
gasodutos foram fatores determinantes para o seu uso. Aproximadamente oito
países são responsáveis por 75% da produção mundial de gás, entre eles
destacam-se a ex-URSS, os EUA, o Canadá e a Argélia (LAUREANO, 2004).
Com o esgotamento dos melhores potenciais hidráulicos e a construção do
gasoduto Bolívia – Brasil, o gás natural passou a contribuir mais intensamente na
matriz energética brasileira, apesar do baixo rendimento das turbinas. O gás natural
participa com 16% da matriz energética brasileira, com tendências de crescimento
devido à falta de investimento no setor hidrelétrico. O setor industrial é o maior
consumidor do gás natural, utilizando aproximadamente 53% de todo gás consumido
no Brasil, seguido pelas termoelétricas com 26,7%, pelo setor automotivo que utiliza
13% e pelo uso residencial e comercial.
Segundo notícia publicada em 01/05/2006 no jornal Folha de São Paulo,
50% do abastecimento de gás natural do Brasil são provenientes da Bolívia. A
nacionalização dos hidrocarbonetos bolivianos pelo governo de Evo Morales faz com
que o Brasil vivencie uma crise devido às estimativas que o valor pago pelo m3 do
gás tenha uma alta de 60% em 2007.
O aproveitamento energético do gás natural produz impactos indesejáveis
ao meio ambiente, principalmente na geração de energia elétrica. As usinas
termelétricas movidas a gás natural, utilizam cerca de 90% do consumo total de
água em seus sistemas de refrigeração, causando preocupações como o consumo,
perdas e descarte de água. No processo de queima do gás, são liberados na
13
atmosfera poluentes como o dióxido de nitrogênio, que quando combinado ao
dióxido de enxofre é responsável pelo fenômeno smog nos grandes centros urbanos
e o óxido nitroso que contribui para o efeito estufa e redução da camada de ozônio
(ANEEL, 2005).
3.2.1.4. Energia Nuclear
Segundo a Agência de Energia Atômica Internacional (IAEA), citado pelas
INDÚSTRIAS NUCLEARES DO BRASIL (INB), (2006) a energia nuclear, em 2001,
era a terceira fonte mais utilizada mundialmente,
Mundo Brasil
Figura – 06: Comparativo entre a geração de energia nuclear no Brasil e no
mundo. Fonte: (IAEA, (2001) citado por INDÚSTRIAS NUCLEARES DO
BRASIL (INB), (2006)).
Segundo a ANEEL, (2005) o Governo Brasileiro começou a investir na
geração de energia termonuclear em 1972, através da construção da usina nuclear
Angra I, com capacidade nominal da ordem de 657 MW, e posteriormente, em 1975,
com a aquisição das usinas de Angra II e Angra III (em construção), na cidade de
Angra dos Reis, no Rio de Janeiro. A energia nuclear embora evite a emissão de
consideráveis quantidades de dióxido de carbono e outros poluentes, possui uma
remota, mas não desprezível possibilidade de contaminação do solo, do ar e da
14
água por radionuclídeos, além de causar o aquecimento das águas do corpo
receptor da descarga de efluentes devido ao descarte da água do sistema de
refrigeração. A Usina de Angra I, por exemplo, descarta cerca de 30 m3/s de água.
O Brasil possui uma das mais significantes provinciais uraníferas do mundo.
O urânio possui como principal aplicação comercial a geração de energia como
combustível para reatores nucleares. Estima-se que a reserva localizada no estado
da Bahia contenha 100.000 toneladas de urâneo, quantidade suficiente para suprir a
Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (usinas Angra I, II e III) por 100 anos
(ANEEL, 2005).
Segundo publicação do jornal Folha de São Paulo (5/11/2004) na Alemanha,
principal parceira do governo brasileiro na construção da usina Angra II, foi aprovado
em 2000 um acordo para a desativação gradativa do programa de energia nuclear. A
partir do começo do ano de 2001, as usinas terão 20 anos para a total desativação.
A Alemanha possuía 19 usinas, porém uma não está mais em funcionamento, a
Usina Nuclear Stade encerrou suas atividades em 2003 dando inicio ao plano de
desativação do governo alemão, primeiro país do mundo a banir inteiramente a
energia nuclear.
Apesar deste do acordo assinado em 2000, o programa de desativação das
usinas alemãs pode não ocorrer, pois há a possibilidade de mudanças na política
energética do país caso a oposição assuma o poder. A oposição é contra a lei de
desativação, podendo liberar o funcionamento das usinas, sem previsão de
encerramento de suas atividades, conforme notícia do jornal Folha de São Paulo,
(13/05/2001).
O acordo formado de mais de 30 anos pelo Brasil e Alemanha para o uso
pacífico da energia nuclear foi encerrado em novembro de 2004. O país europeu
procura firmar acordos com o Brasil para estudos de fontes alternativas e renováveis
de energia, interessado também na compra de créditos de carbono brasileiro, que
viabilizara a construções de termelétricas que tomaram o lugar das usinas nucleares
desativadas (GREENPEACE, 2004).
15
3.2.2. Fontes de Energia, Renováveis
3.2.2.1. Energia Eólica
O uso da energia eólica como alternativa de energia apresenta reduzido
impacto ambiental na implantação e operação, baixo custo de manutenção e
versatilidade, pois possibilita atender residências e sistemas de elevada potência.
Devido à baixa capacidade na geração de energia, a energia eólica ainda não
apresenta competitividade frente a outras tecnologias, porém mostra-se interessante
na aplicação em regiões ou pontos isolados, onde a implantação de sistemas de
transmissão é inviável. (BURANI, 2006).
As centrais eólicas podem promover o desenvolvimento regional por
atraírem turistas, gerando emprego e renda, além de contribuem na redução da
emissão de poluentes atmosféricos e reduzirem a necessidade da construção de
grandes reservatórios, porém causam impactos ambientais negativos como a
alteração da paisagem natural, poluição sonora devido aos ruídos dos rotores,
poluição visual decorrente do agrupamento de torres, possibilidade de interferência
eletromagnética nos sistemas de comunicação e transmissão decorrente do material
utilizado na fabricação das pás e uma possível interferência nas rotas de aves
(ANEEL, 2005).
Segundo dados estimados da ANEEL, (2005) o potencial eólico brasileiro é
maior que 60.000 MW. A primeira turbina eólica do Brasil foi instalada no ano de
1992, em Fernando de Noronha, Pernambuco, proporcionando uma economia de
70.000 litros de óleo diesel por ano e respondendo por abastecer 10% do
arquipélago. Com a instalação de uma segunda turbina em maio de 2000, a qual
entrou em operação em 2001, o sistema eólico passou a responder por 25% da
eletricidade consumida em Fernando de Noronha que tornou-se o maior sistema
híbrido eólico-diesel do Brasil. Outras centrais eólicas estão instaladas nos estados
de Minas Gerais, Ceará e Paraná. A Associação Européia de Energia Eólica prevê
que até 2020, a energia eólica suprirá 10% de toda a energia elétrica requerida
mundialmente.
16
3.2.2.2. Energia Solar
Em países tropicais como o Brasil, os quais possuem ótimas condições de
radiação solar ao longo de todo o ano, o aproveitamento da energia solar mostra-se
como uma opção energética promissora por ser uma fonte renovável; gerar impactos
ambientais menores, quando comparada com aqueles provenientes da exploração e
do uso de energias fóssil e nuclear; viabilizar a aplicação junto às fontes
consumidoras, eliminando a necessidade de transporte através de grandes
distâncias.
Segundo CAVALCANTI, (1999) no período das secas, enquanto os recursos
hídricos decrescem afetando a matriz energética brasileira, predominantemente
hidráulica, aumenta o potencial solar devido a menor interferência de nuvens e
radiação solar mais intensa. Além disso, o país possui grandes extensões territoriais
com disponibilidade de radiação solar em virtude da proximidade ao equador. A
região Nordeste brasileira apresenta as melhores condições climáticas para a
instalação de plantas térmicas solares por apresentar baixa nebulosidade,
precipitação reduzida, baixa umidade e alta insolação.
Segundo dados da ANEEL, (2005) as principais restrições técnicas para a
implantação de projetos que convertam a energia solar em energia é a baixa
eficiência na conversão e a necessidade de grandes áreas para captação. A
radiação solar pode ser utilizada:
- Como fonte de energia térmica através de coletores solares utilizados
para o aquecimento da água e concentradores solares utilizados em situações que
exigem temperaturas mais elevadas, podendo gerar energia mecânica com o auxílio
de uma turbina a vapor, e eletricidade por meio de um gerador.
- Para geração de potência elétrica através dos efeitos da radiação (calor
e luz) sobre determinados materiais semicondutores
- Diretamente na forma de energia elétrica, por meio de efeitos sobre
determinados materiais, entre os quais se destacam o termoelétrico e o fotovoltaico.
- Nos projetos de arquitetura e construção, aproveitamento da iluminação
natural e do calor para aquecimento de ambientes,
A energia proveniente da incidência solar oferece vantagens econômicas e
ecológicas por ser renovável e gratuita, não emitir poluentes atmosféricos e
necessitar de reduzida necessidade de área quando comparada a outras fontes
17
renováveis, causando um impacto ambiental mínimo ao meio ambiente
(ANDERSON & AHMED, 1995).
3.2.2.3. Hidrelétrica
Segundo MARTINS, (2004) a energia hidráulica, a principal fonte de energia
brasileira, tende-se a esgotar nas próximas décadas. Apesar de não gerar emissões
de poluentes para a atmosfera, produzem um impacto ambiental ainda não
adequadamente avaliado, devido ao alagamento de grandes áreas cultiváveis.
Segundo ESPANHA, (1989) citado por RIBEIRO, (2003) as seguintes
atividades devem ser monitoradas para minimizar os possíveis impactos ambientais:
• Fase de construção: desvio do rio, criação de vias de acesso
possibilitando o trânsito de máquinas, transporte de materiais, despejo de terra e
resíduos de construção, edifícios temporários da obra e desmatamento da área a ser
inundada.
• Fase de uso: represamento de água, infra-estrutura (escritório,
moradias, etc.), oscilação do nível de água, vazão jusante, impactos sócio-
econômicos.
• Fase de descomissionamento: poucos casos, geralmente antigas e
pequenas centrais.
O Brasil possui como principal diferencial em sua matriz energética a grande
contribuição da hidroenergia. Em 1998, 36% da matriz energética brasileira era
suprida por energia gerada em hidrelétricas, enquanto nos países Organização para
Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) o percentual de contribuição
era de apenas 6%. Este fato deve-se a grande disponibilidade de recursos hídricos
com potencial de geração de energia possuídos pelo Brasil (GOLDEMBERG, 2006).
3.2.2.4. Biomassa, como fonte de Energia.
A preocupação com a escassez de combustíveis fósseis associada aos
impactos ambientais relacionados aos seus usos; os riscos no emprego da energia
nuclear; a necessidade de recursos hídricos envolvidos na construção de
hidrelétrica; a dependência das condições climáticas e de área no uso da energia
eólica e solar; etc. são fatores que contribuem para o investimento em tecnologias
eficientes e menos poluentes. Fontes orgânicas que através da fotossíntese,
18
capturam a energia solar, transformando-a em energia química que pode ser
convertida em calor, eletricidade e combustível tornam-se fonte de energia
alternativa viável.
Segundo a UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA, (2006) os
processos biológicos, através da fotossíntese, transformam a energia solar incidente
sobre a terra em energia química, formando a biomassa que constitui uma fonte de
energia renovável podendo ser utilizada pelo homem na forma de alimento,
combustível direto (lenha, casca de babaçu, bagaço de cana, gás natural, etc.),
combustível indireto por meio de óleos vegetais (mamona, soja, dendê) e de álcool
(etílico e metílico convertidos da madeira, da cana-de-açúcar, do sorgo sacarino, da
mandioca, etc.). A biomassa pode ser uma alternativa lucrativa para os proprietários
rurais brasileiros, podendo ser utilizada como cultivo complementar, geração de
energia para próprio consumo e renda adicional para a agroindústria, visto que o
Brasil utiliza para cultivo agrícola somente 7,5% dos 851 milhões de hectares de
terras que possui.
Segundo SILVA, (2006) organismos capazes de realizar fotossíntese, como:
cana-de-açúcar, madeira, estrume de gado, lixo urbano ou derivado destes, podem
ser utilizados com fonte de energia não poluente e renovável, denominada
Biomassa. Em processo controlado, a queima da biomassa resulta em energia, água
e dióxido de carbono, sendo totalmente renovável e não poluente, conforme mostra
a reação química 01:
6H2O + 6CO2 + energia solar = C6H12O6 + 6O2 (reação 01).
Entre as principais técnicas utilizadas para a conversão de biomassa em
energia pode-se destacar a Pirólise e a Gaseificação, processos em que a
decomposição acelerada da biomassa ocorre a altas temperaturas e na ausência de
oxigênio. O resultando da Pirólise são os gases, metano, monóxido de carbono e
dióxido de carbono, óleos vegetais e carvão vegetal. O processo de Gaseificação
ocorre em menores temperaturas e o resultado é um gás inflamável (SILVA, 2006).
Segundo o ministro da agricultura, Luis Carlos Guedes Pinto, o Brasil possui
potencial para liderar mundialmente a produção de biocombustíveis devido à
possibilidade de utilizar novas terras para o cultivo da matéria prima necessária ao
processo sem ampliar as áreas desmatadas e sem reduzir as áreas destinadas à
19
produção de alimentos, mantendo os impactos ambientais provenientes desta
atividade socialmente aceitos. Além disso, através do processo de irrigação, pode-se
realizar o cultivo de sequeiro em muitas áreas do país, fornecendo condições para o
desenvolvimento destas regiões (MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E
ABASTECIMENTO, (2006)).
Segundo CORRÊA, (1990) o Brasil possui cerca de 850 milhões de hectares
dos quais 150 milhões podem ser utilizados para a produção de alimentos, 250
milhões na exploração pecuária e 450 milhões para uso de florestas e produção de
biomassa como fonte energética. Para que isso ocorra, há a necessidade de
estabelecer programas energéticos que permitam otimizar a produção, o transporte
e o consumo de energia.
Segundo BRASIL. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E
ABASTECIMENTO, (2006) no desenvolvimento da agricultura de energia, o Brasil
pode gerar de 10 a 20 vezes mais empregos do que na exploração de combustíveis
fóssil. Além de gerar emprego e renda esta alternativa permite enfrentar os desafios
da produção de energia sustentável.
O “crédito ambiental” obtido na substituição dos combustíveis fósseis pelos
combustíveis renováveis pode ser calculado considerando a quantidade de gás
carbônico fixado durante o desenvolvimento dos vegetais utilizados como matéria-
prima no processo de fabricação dos biocombustíveis e a quantidade de gás
carbônico emitido através da combustão dos biocombustíveis e dos combustíveis
derivados do petróleo. Considerando que na fabricação de combustíveis fósseis não
há fase agrícola, permitindo a fixação de carbono, os combustíveis renováveis
sempre apresentarão maiores benefícios ambientais (CRESTANA, 2005).
Segundo RIPOLI, (2004) os veículos equipados com motores a álcool têm
potencialmente um poder menor de poluição que os motores que consomem
gasolina. Pode-se verificar esta relação através da comparação das reações de
combustão do octano (C8H18), principal hidrocarboneto presente na gasolina, e do
álcool etílico (C2H5OH), representadas respectivamente nas reações 02 e 03.
C8H18 + 12,5 CO2 + 47N2 8CO2 + 9H2O + 47N2 (reação 02). C2H5OH + 3O2 + 3(3,76)N2 2CO2 + 3H2O + 11,28N2 (reação 03).
20
A cada 1Kgf de gasolina consumido pelo motor é emitido no ambiente cerca
de 3,1 Kgf de gás carbônico, e a cada 1Kgf de álcool consumido é lançado no
ambiente 1,91 Kgf de gás carbônico. Considerando a diferença de o poder calorífico,
tem-se que os motores a álcool consomem 1,3 vezes mais combustível que o
equivalente a gasolina (Ripoli, 2004).
Resumidamente, pode-se dizer que o motor a álcool emite na atmosfera
cerca de 20% menos gás carbônico que os motores a gasolina:
• Emissão de CO2 (queimada gasolina): 3,1 Kgf = 3,1 Kgf de CO2.
• Emissão de CO2 (queima do álcool): 1,91 Kgf x 1,3 = 2,48 Kgf de CO2.
3.2.2.4.1. Carvão Vegetal
No Brasil, o emprego dos recursos naturais renováveis como a energia
hidráulica, a lenha, o bagaço de cana e outras fontes primárias contribuem com
38,40% do total energético nacional, destes, 8,40% refere-se à energia gerada pela
lenha (TRUGILHO, 1995).
O carvão vegetal está intimamente ligado à siderurgia, setor que consome
82% da produção. O setor siderúrgico, no ano de 2001 foi responsável pelo plantio
de 1,2 milhões de hectares de madeira para utilizar posteriormente como fonte de
energia. Nos últimos anos, o setor assiste a uma redução significativa na sua área
plantada, gerando preocupações quanto ao futuro abastecimento das unidades
industriais. Somente em Minas Gerais, estado de maior produção e consumo, a área
anual de plantio atinge 30 mil hectares, quando se deveria plantar 150 mil hectares.
Além da indústria siderúrgica, o carvão vegetal também participa como substituto do
óleo combustível nas caldeiras e nos fornos de combustão da indústria de cimento e
de materiais primários (REVISTA DA MEDEIRA, 2001).
O uso indiscriminado da lenha, quando queimada com baixa eficiência para
a produção de carvão, contribui para a devastação de florestas nacionais. Segundo
a Associação Brasileira de Florestas Renováveis, a produção de carvão vegetal em
1999 foi 26,9 milhões de metros de carvão, sendo que 70% desta produção foi
obtida através de madeira proveniente de reflorestamento. Com a obrigatoriedade
da auto-suficiência, as empresas estão desenvolvendo novas tecnologias de
= 1,25
21
produção de madeira com maior eficiência através da avaliação da sua qualidade e
da transformação em carvão vegetal. (ABRACAVE, 2006).
A tabela 03 apresenta a evolução do consumo de carvão vegetal de origem
nativa e reflorestada, no Brasil entre os anos de 1995 e 1999, através dos dados
pode-se notar a redução da exploração do carvão vegetal de origem nativa e o
crescimento do processo de reflorestamento.
TABELA - 03: Consumo de Carvão Vegetal em percentual.
Evolução do Consumo de Carvão Vegetal no Brasil.
Ano
Carvão Vegetal -
Origem Nativa (%)
Carvão Vegetal - Origem
Reflorestamento (%)
1995 48,00 52,00
1996 30,00 70,00
1997 24,58 75,42
1998 32,58 67,42
1999 30,00 70,00
Fonte: (ABRACAVE, (2006)).
Há três tipos principais de fornos que utilizam a lenha como fonte de energia.
Tradicionalmente, a carbonização de lenha é praticada em fornos de alvenaria com
ciclos de aquecimento e resfriamento, processo que pode durar vários dias. Os
fornos retangulares, equipados com sistemas de condensadores, vaporizadores e
recuperadores de alcatrão são os mais avançados em uso atualmente no país. Os
fornos cilíndricos com pequena capacidade de produção, sem mecanização e sem
sistemas de recuperação de alcatrão continuam sendo os mais usados nas
carvoarias. A temperatura máxima média de carbonização é de 500oC (SEBRAE,
2006).
No processo de queima, apenas 33% do carvão vegetal, é aproveitado
diretamente, os 67% restantes constituem-se de materiais voláteis que se perdem na
fumaça. Através da lavagem e descondensação da fumaça, é obtido o alcatrão
vegetal que, quando destilado, dá origem a diferentes compostos, entre eles o piche,
22
considerado um resíduo poluente que está sendo empregado na fabricação de
tintas, vernizes, resinas e outros produtos, antes obtidos através de derivados do
petróleo (ABRACAVE, 2006).
A utilização do carvão vegetal apresenta inúmeras vantagens em relação ao
carvão mineral por ser uma fonte renovável, menos poluente, com baixo teor de
cinzas, praticamente isenta de enxofre e fósforo, mais reativo, apresentar processo
de produção e transporte não centralizados e tecnologias de fabricação já
consolidada. Além disso, gera enorme quantidade de geração de impostos e
proporciona expressivo número de empregos (REVISTA DA MADEIRA, 2001).
3.2.2.4.2. Biogás
Segundo a UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA, (2006) o
biogás é uma fonte energética renovável, eficiente e econômica, gerando um
subproduto com características fertilizante. Na produção do biogás dificuldades são
encontradas no controle do pH e da temperatura durante o estágio final de
degradação dos resíduos orgânicos.
O biogás se forma pela decomposição dos resíduos durante anos, tendo
como um dos seus principais componentes o gás metano (CH4). O metano é um
perigoso gás causador do efeito estufa e tem um elevado potencial de alterar o
sistema climático do planeta. O potencial do biogás como fonte alternativa de
energia, mostra-se interessante no aspecto econômico-ambiental, através da venda
de créditos de carbono que futuramente viabilizará ainda mais o projeto.
Uma forma interessante para a exploração do biogás, é o aproveitamento
energético dos resíduos agropecuários e efluentes domésticos, através de
processos de digestão anaeróbica obtendo-se biogás e biofertilizantes, reduzindo o
consumo de matéria orgânica poluente. Infelizmente a utilização deste gás
ambientalmente correto no Brasil é limitada, devido à falta de equipamentos de linha
comerciais especialmente construídos para o uso do biogás. Atualmente a grande
maioria de equipamentos utilizados na digestão de resíduos e produção do biogás
são adaptações de outros equipamentos voltados para o mercado de Gás Liquefeito
de Petróleo (GLP) (SILVA et al., 2005).
Umas das principais vantagens do biogás na matriz energética brasileira é
necessidade de substituir o gás proveniente do petróleo (GLP), em razão da crise do
23
gás natural importado da Bolívia, o Brasil passou a depender da política boliviana,
para o fornecimento de gás natural para as indústrias, termelétricas, transporte
veicular e no consumo residencial e comercial, conforme notícia do jornal Folha de
São Paulo (03/05/2006).
As desvantagens do uso do biogás são os custos muito elevados para o
armazenamento deste, em virtude da necessidade da construção de gasômetros e a
necessidade de mais estudos para o desenvolvimento de projetos relacionados com
a viabilidade econômica na produção do biogás (LUCAS, 1987).
3.2.2.4.3. Álcool
A partir da necessidade estratégica de reduzir a dependência do país no que
se refere à importação de petróleo, o governo brasileiro passou a investir na
utilização de etanol como combustível em veículos leves. Após a primeira crise do
petróleo, foi criado o PROALCOOL, projeto muito atraente aos usineiros produtores
de cana-de-açúcar em que a Petrobrás, devido a sua estrutura, responsabilizou-se
pela distribuição do álcool (SANTOS, 2006).
O PROALCOOL foi implementado com pesados investimentos estatais e
privados fortemente subsidiados pelo Governo Federal e obteve um enorme sucesso
nas décadas de 70 e 80, sendo impulsionado pela segunda crise do petróleo em
1979. O aumento da produção nacional; o incentivo governamental visando à
racionalização do uso e a substituição do petróleo pela energia elétrica nas
indústrias e o emprego do álcool em substituição à gasolina; fizeram com que
diminuíssem as despesas com a importação de petróleo ao longo da década de 80
(SILVA SANTOS, 1998).
Segundo DIAS, (2006) em 1989, com a queda do preço do barril de petróleo,
houve uma redução de investimentos e incentivos nas áreas de conservação e
pesquisa energética, além da readequação da política de preços da eletricidade e do
álcool, fazendo com que indústrias e o setor automotivo optassem pelo uso de
petróleo e seus derivados, novamente.
O cenário energético passa por outra mudança em 1991 com a Guerra do
Golfo, trazendo novamente a questão da dependência do petróleo devido à
instabilidade política da região que detêm a maior reserva de petróleo do mundo.
24
O Brasil é o país que mais avançou em tecnologia para a produção de
combustível através do etanol liderando a produção mundial. O álcool é atualmente
utilizado em mistura com a gasolina em países como Índia, Estados Unidos, União
Européia, Argentina, Colômbia, Japão e no Brasil que o utiliza em mistura ou uso
exclusivo. A produção mundial de álcool utilizado aproxima-se dos 40 bilhões de
litros, destes, aproximadamente 25 bilhões de litros são utilizados para fins
energéticos. O Brasil é responsável por 15 bilhões de litros, quase 40% da produção
mundial (BRASIL. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E
ABASTECIMENTO, 2006).
A figura 07 apresenta a participação mundial na produção de do álcool
combustível.
Figura - 07: Produção mundial de álcool combustível
Fonte: (BRASIL. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E
ABASTECIMENTO, 2006).
O álcool proveniente da cana-de-açúcar foi o principal biocombustível na
política brasileira de incentivo a energias alternativas ao petróleo, antes do programa
de biodiesel. Sua principal vantagem é geração de menor poluição em comparação
aos combustíveis derivados do petróleo. A cana é um produto completo porque
produz açúcar, álcool e bagaço, cujo vapor gera energia elétrica. Contudo, possui
25
desvantagens, como a grande devastação da mata atlântica para a produção desta
cultura, principalmente no nordeste brasileiro, acarretando graves problemas
climáticos e de degradação do solo.
As culturas mais utilizadas para a fabricação de álcool são: a cana-de-
açúcar no Brasil, o milho nos EUA e na Europa além da beterraba e de parte do
milho, também se obtém álcool do cultivo da uva. O que difere a escolha das
diferentes culturas são os custos (DIAS, 2006).
Segundo dados da UNIÃO DA AGROINDÚSTRIA CANAVIEIRA DE SÃO
PAULO, citado por WALTER, (2000) a cana-de-açúcar move 307 centrais
energéticas existentes no Brasil, das quais 128 estão no estado de São Paulo. São
usinas e destilarias que processam a biomassa proveniente da cana e produzem
açúcar como alimento, energia elétrica da queima do bagaço nas caldeiras, álcool
hidratado para movimentar veículos e álcool anidro para melhorar o desempenho
energético e ambiental da gasolina. O bagaço tem sido o principal resíduo
aproveitado da biomassa do canavial, principalmente porque está disponível
espontaneamente ao lado da caldeira na indústria.
A palha da cana tem se mostrado uma fonte considerável de energia. A
partir da década de 50, com a introdução de máquinas carregadoras e com o
objetivo de aumentar a capacidade de corte manual, foi introduzia a queima de pré-
colheita em todas as regiões canavieiras do mundo. Atualmente esta técnica, está
sendo substituída através da imposição de legislação específica com o intuito de
evitar ou permitir, sob determinadas condições o uso de fogo, visando à redução dos
impactos ambientais. No Brasil, o decreto n. 2.661 de 8/06/98, regulamenta o
parágrafo único do artigo 27, da Lei 4.771 de 15/09/1965 estabelecendo precauções
relativas ao emprego do fogo como método despalhador e facilitador do corte da
cultura canavieira, preconizando a sua eliminação gradual. (RIPOLI, 2004).
A queima da palha da cana-de-açúcar, rica fonte de energia, causa perdas
na ordem de 30% da matéria bruta, que se aplicada na produção de biogás ou
queimada em caldeiras, poderia gerar energia de biomassa. A palha é definida como
todo o material retirado antes do processo de esmagamento que extrai o caldo da
cana (utilizado para produzir o açúcar e o álcool). O Brasil gera hoje mais de 40
milhões de toneladas de palha durante o ano, que alem de gerar energia também
tem outras funções: a proteção e fertilização do solo. Através do plantio indireto, a
26
palhada é deixada no campo, para evitar o desgaste e a erosão do solo e
posteriormente servirá para adubação (GONTIJO, 1985).
O bagaço de cana-de-açúcar no Brasil é a biomassa mais promissora para a
geração de energia. Usinas e destilarias interligadas aos principais sistemas
elétricos podem atender os centros de consumo dos estados das regiões Sul e
Sudeste. Na produção do álcool, o etanol representa cerca de 43,2% da matéria-
prima, o gabaço e a vinhaça representam 49,5% e 7,3% respectivamente.
(FREITAS, 2001).
Através de estudos referentes ao aproveitamento de bagaço e do palhiço
(material remanescente sobre a superfície do talhão após a colheita, constituído de
folhas verdes, palhas, raízes, partículas de terra, etc.) de cana-de-açúcar em
programas energéticos comunitários conclui-se que o estado de São Paulo tem
capacidade para geração de 2.000MW, sendo que esta co-geração ocorre
principalmente no período da seca podendo suprir o déficit na produção de energia
elétrica neste período. No estado de São Paulo, em 2004, por volta de oito usinas
co-geravam energia elétrica a partir do bagaço da cana-de-açúcar (PINTO, 1992).
Segundo RIPOLI, (2004) o balanço para quantificar a magnitude do impacto
da emissão gás carbônico (CO2) ao longo do processo de desenvolvimento da cana-
de-açúcar até o momento após a queima, deve considerar a fixação do CO2 durante
o crescimento vegetativo e a sua liberação através do processo de queima, levando
em consideração a emissão de CO2 no processo de respiração da cultura, durante o
período noturno e a concentração da carga poluidora (a concentração da emissão
de CO2 no processo de queima é maior que a concentração absorvida ao longo do
ciclo vegetativo da cultura - aproximadamente 12 ou 18 meses).
A viabilidade econômica do álcool não é uma realidade, ainda hoje o preço
para a fabricação do álcool é mais caro que a sua venda e só é realizado devido a
subsídios dados pelo governo.
3.2.2.4.4. Óleos Vegetais
Após a crise do petróleo iniciada no final de 1973, todos os países
importadores de petróleo foram afetados, principalmente aqueles em
desenvolvimento como o Brasil. Essa crise causou uma necessidade em se obter
27
fontes alternativas de energia. Uma das alternativas colocadas em questão foi à
utilização de óleo vegetal ao invés de óleo diesel, pois estes óleos poluem menos e
tem poder calorífico bastante elevado.
A produção de biocombustível alternativo ao óleo diesel, a partir de óleos
vegetais brutos, tem sido alvo de diversos estudos nas últimas décadas. No Brasil, a
instituição do Programa Nacional de Óleos Vegetais (OVEG) permitiu a realização
de testes com óleos vegetais de composição química e grau de insaturação
variados, verificando suas características físico-químicas (COSTA NETO, 2000).
No âmbito da substituição do óleo diesel, os óleos vegetais “in natura”
apresentam-se como uma alternativa natural com potencial de produção que permite
a geração de energia a custos comparáveis com a geração por combustíveis fósseis.
O Brasil dispõe de uma enorme diversidade de plantas oleaginosas, tanto
nativas como exóticas bem adaptadas, e de condições climáticas favoráveis para se
tornar um grande produtor de combustíveis à base de óleos vegetais, além de uma
localização geográfica privilegiada e a vocação agrícola. Segundo DA SILVA (2006),
em cada parte do território nacional contém espécies de plantas ricas em óleo,
adaptadas às suas condições de solo e de clima e todas elas podem fornecer
energia.
Segundo CRESTANA, (2006) o Norte brasileiro, destaca-se pelo cultivo de
Dendê; o Nordeste, pela mamona e palma; o Centro-Oeste, pela soja, mamona e
algodão; o Sudeste pela soja, algodão e girassol e a região Sul pela soja, algodão,
girassol e canola.
Das vantagens ambientais no uso energético de óleos vegetais em motores,
destacam-se a ausência de emissão de SO2 (responsável pela chuva ácida), a
recuperação de áreas degradadas pelo reflorestamento com espécies oleaginosas,
a contenção da erosão e o balanço de carbono seqüestrado. Para se utilizar óleo
vegetal em um motor comum do ciclo diesel sem necessidade de transformações no
motor, é preciso submeter este óleo degomado a uma reação química denominada
de transesterificação ou alcoólise de triglicérides com o principal objetivo de baixar a
viscosidade do óleo a valores próximos ao do diesel convencional, ele é filtrado, e
então processado com materiais alcalinos para remover gorduras ácidas, sendo
depois misturado com álcool e um catalisador. As reações formam então ésteres e
glicerol, que é separado. O éster assim obtido chama-se “biodiesel” (REVISTA
EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA, 2003).
28
Segundo os relatórios do Programa Nacional de Óleos Vegetais, foram
realizados testes, com determinados tipos de óleos vegetais transesterificados,
puros ou misturados ao diesel proveniente do petróleo na proporção de 30%,
comprovaram resultados satisfatórios quando utilizados por caminhões, ônibus e
tratores. A quilometragem percorrida durante os testes foi aproximadamente um
milhão de quilômetros apresentando pequenos problemas de acúmulo de material
nos bicos injetores e um leve decréscimo da viscosidade do óleo lubrificante
(COSTA NETO, 2000).
São dezenas de alternativas para a produção do óleo vegetal utilizado na
fabricação de biocombustíveis, os mais conhecidos e produzidos são o óleo de
mamona, dendê, soja, girassol, pinhão manso, babaçu, amendoim, pequi, etc. Cada
cultura desenvolve-se melhor dependendo das condições de solo, clima, altitude,
modo de cultivo.
Segundo RIBEIRO (2004), de todas as plantas utilizadas para a fabricação
de biodiesel a mamona tem um destaque especial no Brasil, devido a aspectos
sociais, pois é uma planta existente em regiões secas e áridas, encontradas no
nordeste brasileiro, contribuindo com uma fonte de renda para o sertanejo, em
épocas de estiagem. É importante ressaltar a produção concomitante de torta de
mamona, insumo aplicável como adubo orgânico ou para fabricação de ração para
animais.
Geralmente há um aproveitamento quase que total dos insumos gerados na
fabricação de biocombustíveis, independente da cultura escolhida, os fins para essa
biomassa são adubos orgânicos, ração para animas, utilização como carvão vegetal,
etc.
3.2.2.4.5. Biodiesel
O biodiesel é um combustível de queima limpa, derivado de fontes naturais e
renováveis, sendo uma alternativa aos combustíveis provenientes do petróleo. É
produzido a partir de óleos vegetais (girassol, amendoim, mamona, sementes de
algodão, etc.) com praticamente as mesmas propriedades do diesel fóssil, podendo
ser utilizado em qualquer veículo com motor a diesel, pois não exige adaptação das
máquinas e motores, com uma emissão de poluente potencialmente menor (PERES,
2005).
29
Segundo COSTA NETO, (2006) o biodiesel é produzido através de uma
reação, denominada transesterificação de triglicerídeos (óleos ou gorduras animais
ou vegetais) com álcoois de cadeia curta (metanol ou etanol), tendo a glicerina como
um co-produto. Esse processo chamado de transesterificação é a separação do óleo
da glicerina, diminuindo assim a viscosidade e a densidade do produto.
Segundo COSTA NETO, (2000) para que essa reação aconteça, é
necessário o uso de um catalisador, o mais usado ultimamente é o hidróxido de
potássio ou de sódio (soda cáustica), no entanto há alternativas de catalisadores,
para que haja uma aceleração no processo. Para produção do biodiesel alguns
subprodutos são gerados, entre outros estão:
• A torta oleaginosa:
Produzida através da prensagem de sementes oleaginosas, a torta
(dependendo do tipo de semente) é muito rica em nitrogênio, potássio, fósforo e
matéria orgânica. Devido a grande quantidade de nutriente esta torta tem diversos
tipos de aproveitamento, sendo utilizada para a fertilização do solo, fabricação de
ração animal, desde que feita à desintoxicação e ainda para a produção de carvão
vegetal (casca de semente), muito usado na fabricação de papel.
• O farelo:
O principal mercado para o farelo é o de rações animais. O farelo de soja
responde por 70% do suprimento protéico na fabricação das rações que alimentam a
indústria de frangos, de suínos e de bovinos confinados. A utilização em grande
escala dos subprodutos torna viável economicamente o processo de produção do
biodiesel, fazendo com que ele seja competitivo no mercado de combustíveis.
• A glicerina:
A produção do biodiesel tem como seu principal subproduto a glicerina que é
um importante insumo para indústrias químicas, cosméticas, têxteis, farmacêuticas e
de alimentos, porém gerada em grandes quantidades, podem levar as bruscas
reduções de preço, eliminando parte da produção de glicerina de outras fontes. A
glicerina resultante do processo apresenta coloração escura e a presença de
algumas impurezas, portanto vê-se a necessidade de purificação do produto para
comercialização. Uma alternativa para o aproveitamento desse resíduo é a produção
de biogás, para geração de energia. Graças ao seu alto teor de carbono facilmente
degradável, a glicerina possui propriedades favoráveis à digestão anaeróbica em
biodigestores, quando associada aos resíduos orgânicos com alto teor de nitrogênio.
30
Segundo o MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO AGRÁRIO, (2006) o
biodiesel apresenta muitas vantagens ambientais em relação ao diesel proveniente
do petróleo, por ser um combustível renovável produzido através de óleos vegetais e
utilizando tecnologias limpas para sua fabricação, não polui, possibilita o
aproveitamento de seus rejeitos e gera empregos e renda para o homem do campo.
Outro fator positivo relacionado ao meio ambiente é a estimativa de redução
de poluentes e de gases que provocam o efeito estufa à medida que as
concentrações do biodiesel no diesel comum aumentarem de acordo com a lei
11.097/2005. A figura 10 apresenta um explicativo da lei 11.097/2005, apresentando
os percentuais mínimos de mistura de biodiesel no diesel e o monitoramento da
inserção do novo combustível no mercado. Entre os anos de 2005 e 2007 está
autorizada a mistura de 2% de biodiesel no diesel comum, entre os anos de 2008 e
2012 este percentual torna-se obrigatório e a partir de 2013 o percentual obrigatório
de adição passa a ser 5%. Em 2013 o consumo de biocombustíveis pelo mercado
será de 2,4 bilhões de litros / ano (CRESTANA, 2005).
Figura – 08: Percentuais mínimos de mistura de biodiesel ao diesel –
Lei 11.097/2005.Fonte: (CRESTANA, 2005).
31
Segundo CRESTANA, (2005) o Brasil possui grande potencial para a criação
de um Programa Nacional de Produção de Biodiesel sustentável devido a fatores
como a possibilidade do cultivo de diferentes matérias-primas em diversas regiões
do país, o crescente número de indústrias de óleos vegetais, o grande potencial de
expansão agrícola, os técnicos especializados no desenvolvimento de tecnologia na
área e a experiência com biocombustíveis no programa pró-álcool.
Segundo RODRIGUES, (2006) o Programa Nacional de Produção e Uso do
Biocombustível determina que as empresas deste ramo possuam as seguintes
autorizações / registros:
• Autorização da Agência Nacional do Petróleo (ANP) conforme Resolução
nº 41, de 2004,
• Registro Especial na Secretaria da Receita Federal, conforme Lei nº
11.116, de 2005 e Instrução Normativa SRF nº 516, de 22/02/2005,
• Selo Combustível Social (Instrução Normativa do Ministério do
Desenvolvimento Agrário (MDA) nº 01, de 05/07/2005),
• Adquirir percentuais mínimos de matéria-prima do agricultor familiar: 50%
no Nordeste; 30% no Sul e Sudeste; 10% no Norte e Centro-Oeste,
• Celebrar contratos com agricultores familiares (prazo, preço, condições de
entrega da matéria-prima) e prestar assistência técnica.
• Aprovar projeto no Ministério de Desenvolvimento Agrário (MDA) (IN MDA
nº 02, de 30/09/2005).
A figura 09 apresenta a distribuição das usinas de biodiesel em operação e
previstas no Brasil no ano de 2006. Em operação e em fase de regularização há um
total de 10 usinas de biodiesel, 24 usinas estão em fase de construção ou projeto.
32
Figura – 09: Distribuição dos produtores de Biodiesel no Brasil nas fases de
operação, regularização, construção e planejamento.
Fonte: (RODRIGUES, 2006).
33
4. MATERIAL E MÉTODOS
Com base no levantamento bibliográfico realizado e no conhecimento
adquirido ao longo do curso de Tecnologia em Saneamento Ambiental, modalidade
Controle Ambiental, informações referentes às fontes energéticas brasileiras foram
reunidas na tabela 05, a fim de organizá-las. Ela relaciona o recurso energético com
a sua forma de obtenção, vantagens e desvantagens quando comparada com outras
fontes.
A partir das informações contidas na tabela 05 foi realizada uma análise de
tendência através da percepção das autoras deste trabalho de graduação, gerando
a Matriz de Relação (tabela 06), inspirada nas metodologias de Análise do Tipo e
Efeito de Falha (FMEA), utilizada para avaliar os riscos da causa de falha por meio
de índices e do aplicativo Sistema Organizacional de Gestão Integrada (SOGI)
utilizado para caracterizar aspectos e impactos ambientais, da empresa Verde Gaia.
A Matriz de Relação tem a finalidade de auxiliar a detecção da tendência do setor
energético, possibilitando a análise dos diferentes fatores associados a cada opção
energética.
Primeiramente, foram levantados os Impactos Negativos (risco ocupacional,
poluição do solo, hídrica, atmosférica, sonora e visual, risco a fauna, intervenção na
flora e geração de resíduos significativos). Estes impactos foram pontuados através
do produto entre a severidade e a freqüência de ocorrência de cada um deles. As
notas atribuídas seguem as determinações:
1 - para severidade ou freqüência nula ou baixa,
3 - para severidade ou freqüência média
5 - para severidade ou freqüência alta,
Nesta escala a menor pontuação representa menor potencialidade de
ocorrência de um impacto ambiental.
Os Impactos Positivos, também foram considerados, são eles: geração de
emprego e desenvolvimento econômico da região, valoração econômica,
atendimento a pequenas comunidades as quais não possuem acesso a rede de
transmissão de energia, disponibilidade de reservas brasileiras e eficiência na
produção.
34
Estes fatores foram pontuados considerando a freqüência de ocorrência,
sendo que:
5 - representa baixa freqüência,
15 - representa freqüência média,
25 - representa freqüência alta.
Nesta escala a menor pontuação representa menor freqüência de ocorrência
do impacto positivo.
Na Matriz de Relação, a primeira coluna à esquerda apresenta as fontes
energéticas estudadas: combustíveis fósseis, energia nuclear, eólica, solar,
hidrelétrica e a biomassa. As linhas em vermelho trazem os impactos ambientais
negativos. Relacionando-se a coluna (fontes energéticas) com a linha que contém os
diferentes impactos ambientais negativos, encontra-se uma célula que possui a
pontuação atribuída à severidade e freqüência de ocorrência do impacto. O produto
entre a severidade e a freqüência é apresentado em negrito.
Ao relacionar a coluna (fontes energéticas) com as linhas em verde, têm-se
as células pontuadas com a freqüência de ocorrência dos impactos positivos, que
pode ser baixa, média ou alta.
A diferença entre a média da pontuação obtida no item Impactos Negativos
e a média da pontuação obtida no item Impactos Positivos caracteriza a fonte
energética. As maiores pontuações representam as alternativas energéticas que
trazem maiores vantagens ao Brasil.
Todas as avaliações consideram os aspectos gerados durante as fases de
instalação, operação e desativação das fontes energéticas.
O programa Microsoft Excel, também foi utilizado como ferramenta deste
trabalho para a elaboração de gráficos demonstrativos.
35
A figura 10 ilustra a metodologia utilizada para relacionar as opções
energéticas e seus impactos positivos e negativos, apresentando a pontuação
atribuída a cada fator em estudo.
Figura – 10: Esquema ilustrativo da Matriz de Relação. Fonte: Adaptação da
metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha (FMEA), e do aplicativo Sistema
Organizacional de Gestão Integrada (SOGI).
36
5. RESULTADOS A tabela 05 apresenta os resultados obtidos através do embasamento
teórico e formação acadêmica das autoras, buscando reunir informações sobre as
diferentes fontes energéticas.
A tabela 06 consiste em uma ferramenta auxiliar na detecção da tendência
em relação às opções energéticas. Os aspectos positivos e foram pontuados a
critério da percepção das autoras.
37
Caracterização das Opções Energéticas Brasileiras Fonte Obtenção Vantagens Desvantagens
P
E
T
R
Ó
L
E
O
• Extração de reservas marítimas e continentais. • Transformações químicas de fósseis animais e vegetais.
• Desenvolvimento econômico da localidade devido ao crescimento industrial e geração de empregos indiretos e geração de empregos diretos, geralmente mão de obra não especializada, para população local. • Alto valor econômico, pois atualmente representa a fonte energética mais viável. • Domínio da tecnologia para exploração e refino. • Facilidade de transporte e distribuição (investimentos já realizados). • Alto rendimento energético.
• Emissão de material particulado no processo de queima, que caso não controlado através de ciclones e precipitadores associados a filtros, afetam a saúde dos trabalhadores e a biodiversidade local.
• Risco de explosão. • Possibilidades de derramamento. • Potencialidade de contaminação do solo e
hídrica nos pontos de distribuição. • Emissão de poluentes como o dióxido de
carbono, o metano e o óxido nitroso, através do processo de queima.
• Contribuição no aquecimento global, derretimento das geleiras e aumento do nível do mar.
• Necessidade intervenção na flora e na fauna devido construção de plataformas e dutos transportadores.
• Impossibilidade de distribuição em pequenas comunidades. • O Brasil detêm apenas 0,8 % das reservas mundiais (ANEEL, 2006). • Instabilidade política da região de maior
reserva, Golfo Pérsico e conseqüente instabilidade dos preços.
• Recurso não renovável. Estima-se a escassez das reservas mundiais em 2046 e conseqüente aumento nos preços.
38
Fonte Obtenção Vantagens Desvantagens
G
Á
S
N
A
T
U
R
A
L
• Ocorre associado ou não ao petróleo. • A pressão natural impulsiona o gás para a superfície. • Coletado através de tubulações.
• Geração de emprego, geralmente não especializados para a população local. • Utilização nas formas gasosa e líquida,
• Risco de explosão. • Possibilidade de vazamento das tubulações, contaminando o solo e a água. • Grande consumo de água no sistema de refrigeração das usinas termelétricas. • Influencia no efeito smog nos grandes centros, através da emissão de dióxido de nitrogênio. • Influência no efeito estufa e na redução da camada de ozônio devido à emissão de óxido nitroso. • Necessidade de intervenção na flora e fauna para a construção dos gasodutos. • Acesso restrito as localidades que possuem pontos e redes de distribuição. • Recurso não renovável. • Restrição de oferta, dependência energética da Bolívia. • Jazidas concentradas geograficamente. • Baixo rendimento quando comparado ao petróleo. • Altos investimentos na construção e manutenção de gasodutos e metaneiros para distribuição.
39
Fonte Obtenção Vantagens Desvantagens
N
U
C
L
E
A
R
• Produção de energia térmica por fissão de átomos de urânio, acionando um gerador.
• Fornecimento de orientações de segurança e equipamentos de proteção coletiva e individual aos trabalhadores. • Evita a emissão de consideráveis quantidades de dióxido de carbono e outros poluentes. • Alta densidade energética. • O Brasil possui uma das mais significantes provinciais uraníferas, podendo suprir, estimadamente, a Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto por 100 anos. • O processo de beneficiamento agrega valor ao urâneo.
• Risco a saúde do operador devido a possibilidade ser irradiado ou, muito raramente, contaminado. • Remota, mas não desprezível possibilidade de contaminação do solo, do ar e da água por radionuclídeos, atingindo espécies vegetais e animais. • Causa aquecimento das águas do corpo receptor da descarga de efluentes devido ao sistema de refrigeração. • Necessidade de alteração das características originais do local para adequar a implantação do empreendimento. • Interferência no relevo, flora e fauna na extração do urâneo. • Não há tratamento para o lixo nuclear. • Não há significativa geração de empregos (necessidade de mão de obra especializada) e desenvolvimento econômico da região. • Dificuldade em abastecer pequenas comunidades, pois a instalação e manutenção das usinas exigem altos investimentos. • Baixa aceitação da sociedade. • Necessidade de grandes investimentos.
40
Fonte Obtenção Vantagens Desvantagens H I
D
R
O
E
N
E
R
G I
A
• A energia liberada pela queda de grande quantidade de água represada move uma turbina que aciona um gerador elétrico.
• Trabalhadores recebem orientações de segurança e equipamentos de proteção individual e coletivo. • Processo de geração de energia não poluente. • Não influencia no efeito estufa. • Oferta de emprego na fase de instalação. • Geração de empregos indiretos para a população local devido à visitação turística. • Possibilidade de uso dos recursos hídricos não apenas como fonte de águas, mas também de energia. • 27% da matriz energética brasileira suprida por esta fonte (CRESTANA, 2005). • Alta eficiência na geração de eletricidade.
• Risco ao trabalhador na construção e operação das hidrelétricas. • Geração de gás metano em áreas cujo alagamento ocorreu sem a retirada da vegetação nativa. • Potencial para poluição sonora devido ao funcionamento das turbinas. • Inundação de grandes áreas, afetando as espécies vegetais e animais. • Deslocamento de populações. • Necessidade de redes de transmissão para a distribuição de energia, dificultando o atendimento à pequenas comunidades. • Alto investimento na construção • Tempo de construção longo.
41
Fonte Obtenção Vantagens Desvantagens
C
A
R
V
Ã
O
M I
N
E
R
A
L
• Resulta das transformações químicas de grandes florestas soterradas.
• Extraído em minas subterrâneas ou a céu aberto em bacias sedimentares.
• Domínio da tecnologia de aproveitamento. • Facilidade de transporte e distribuição. • Abundante. • Economicamente acessível. • Amplamente distribuído.
• Emissão de material particulado causando danos à saúde da população e dos trabalhadores. • Muitas vezes as condições de trabalho são precárias. • Extração perigosa. • A drenagem das minas permite o lançamento de sulfatos e ferro na região e os rejeitos dispostos incorretamente permitem a percolação de substâncias tóxicas até o lençol freático. • Formação da chuva ácida devido à liberação de poluentes como monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio e enxofre, contaminando o solo, a água e o ar. • Necessidade de desenvolvimento de tecnologia que reduza a emissão dos gases de efeito estufa a níveis consideráveis, no processo de queima. • Poluição sonora gerada pelas explosões. • O processo de mineração afeta os recursos hídricos, o solo e o relevo, interferindo no ecossistema local. • Fonte não renovável. • Potencialidade de uso em pequenas comunidades.
42
Fonte Obtenção Vantagens Desvantagens
E
Ó
L I
C
A
• A energia cinética dos ventos é captada por hélices ligadas a uma turbina que aciona um gerador elétrico.
• Não há necessidade de construção de grandes reservatórios. • Não polui o ar. • Não influi no efeito estufa. • Não ocupa áreas de produção agrícola. • Possibilita o desenvolvimento econômico em regiões afastadas. • Agrega valor a um recurso não utilizado anteriormente. • Atende comunidades distantes das redes de distribuição. • Atração turística às instalações, gerando emprego e renda. • O maior potencial de produção de energia através de turbinas eólicas do Brasil, está localizado no Nordeste, principalmente nos estados do Ceará e Pernambuco. • Recurso renovável.
• Risco de acidentes aos funcionários no processo de instalação das turbinas. • Remota possibilidade de poluição do solo e recursos hídricos devido à lubrificação das turbinas. • Exige investimentos para transmissão da energia gerada. • Produz poluição sonora: ruído gerado pelos rotores. • Produz poluição visual: instalação de torres de conversão de energia. • Influência na rota das aves devem ser consideradas no EIA/RIMA. • A vegetação sofre alterações para possibilitar a instalação das turbinas. • Necessidade de áreas extensas para a geração de grande quantidade de energia. • Dependência da velocidade e regime dos ventos. • No Brasil há carência de dados sobre superfície. • Possibilidade de interferência eletromagnética, devido ao material de constituição das pás.
43
Fonte Obtenção Vantagens Desvantagens
S
O
L
A
R
• Lâminas ou painéis recobertos com material semicondutor capturam a luminosidade recebida do Sol para gerar corrente elétrica.
• Não poluente, não influi no efeito estufa. • Renovável. • Aproveitamento da radiação solar dos países tropicais. • Possibilita o desenvolvimento econômico em regiões afastadas. • Viabiliza a aplicação junto às fontes consumidoras e pequenas comunidades, eliminando a necessidade de transporte através de grandes distâncias. • Utilizada em projetos de arquitetura e construção, aproveitamento da iluminação natural e do calor para aquecimento de ambientes, • Agrega valor a um recurso não utilizado anteriormente. • Potencial de uso em todo território brasileiro devido à incidência solar em grande parte do ano. A região sul possui menor potencialidade devido a sua maior distância do Equador.
• Risco de acidentes, devido à instalação dos painéis em locais de altitude. • Remota, mas não desconsiderável possibilidade de poluição do solo e hídrica. • Para a geração de grande quantidade de energia é necessária a utilização de áreas extensas. • Interferência na biodiversidade local, no caso de grandes centrais de geração de energia. • Consideráveis investimentos iniciais. • Baixa eficiência na conversão de energia e a necessidade de grandes áreas para captação de energia. • Necessidade de desenvolvimento de tecnologia que viabilize economicamente sua obtenção e sua estocagem
44
Fonte Obtenção Vantagens Desvantagens
B I
O
M
A
S
S
A
• Fontes orgânicas, através da fotossíntese, capturam a energia solar, transformando-a em energia química que pode ser convertida em calor, eletricidade e combustível. • A matéria orgânica é decomposta em caldeiras ou em biodigestores. • Combustível direto (lenha, casca de babaçu, bagaço de cana, gás natural, etc.), Combustíveis indiretos: Óleos vegetais (mamona, dendê, soja, girassol, pinhão manso, babaçu, amendoim, pequi, etc.) • Álcool etílico (madeira, cana-de-açúcar, sorgo sacarino, mandioca, etc.)
• Fonte renovável e limpa. • Causa menor corrosão em equipamentos. • O desenvolvimento de tecnologias agrega valor a agricultura brasileira (valoração). • Sua ação sobre o efeito estufa pode ser equilibrada: o gás carbônico liberado durante a queima é parcialmente absorvido no ciclo de produção. • Fonte descentralizadora de renda, • Reduz a dependência de importações de combustíveis. • O Brasil possui grande extensão territorial para cultivo de biomassa. • O Brasil possui uma localização geográfica e conduções climáticas privilegiada. • Em cada região do país há plantas oleaginosas adaptadas as condições de solo e clima, podendo gerar energia • Propicia o desenvolvimento econômico de todas as regiões do país. • Seqüestro de carbono. • Possibilita a recuperação de áreas devido ao plantio e evita erosão. • Inclusão social, e desenvolvimento da agricultura familiar através da lei 11.097/2005. • Ampliação do uso dos biocombustíveis através da lei 11.097/2005.
• Risco ao trabalhador devido o uso de agrotóxicos. • Desgaste do solo pelas queimadas e uso de agrotóxicos. • Contaminação hídrica pelo uso de agrotóxicos. • Impacto visual gerado no processo de queimada e na supressão da vegetação nativa. • Exige investimentos iniciais para o seu aproveitamento. • Estágio tecnológico em desenvolvimento. • Necessidade de desenvolvimento de programas parta otimizar a produção, o transporte e o consumo de energia. • Ampliação de áreas desmatadas, principalmente no nordeste brasileiro, afetando o clima da região. • Redução das áreas destinadas a plantação de culturas alimentícias. • Impactos gerados pelo uso do solo. • Necessidade de desenvolvimento de pesquisas voltadas a técnicas de irrigação para os cultivos de sequeiro. • Necessidade de subsídios governamentais para sua viabilidade econômica.
TABELA – 05: Caracterização das Opções Energéticas Brasileiras
45
TABELA – 06: Análise e quantificação dos diferentes fatores associados a cada opção energética.
Matriz de Relação
Classes
Impacto Negativo (severidade x freqüência)
Impacto Positivo (freqüência)
Fatores
Fontes Ris
co o
cupa
cion
al
Pol
uiçã
o do
sol
o
Pol
uiçã
o H
ídric
a
Pol
uiçã
o at
mos
féric
a
Pol
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o S
onor
a
Pol
uiçã
o V
isua
l
Ris
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Inte
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ção
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ação
de
resí
duos
si
gnifi
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ego,
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men
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ão
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recu
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tico:
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Dis
poni
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ade
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rese
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bra
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iras
Efic
iênc
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oduç
ão e
nerg
étic
a
Pontuação Total :
Impacto Positivo
– Impacto Negativo
Combustí-veis
fósseis
3 x 3 9
5 x 3 15
5 x 3 15
5 x 5 25
3 x 1 3
5 x 3 15
5 x 5 25
5 x 3 15
15
15
15
15
25
19,00 – 17,00
2,00
Nuclear
5 x 3 15
5 x 1 5
5 x 3 15
5 x 1 5
1 x 1 1
1 x 1 1
5 x 3 25
5 x 5 25
5
15
5
15
25
13,00 – 11,50 1,50
Eólica
1 x 1 1
1 x 1 1
1 x 1 1
1 x 1 1
3 x 5 15
3 x 3 9
5 x 3 15
3 x 1 3
5
25
15
15
5
13,00 – 5,75
7,25 Solar
1 x 1 1
1 x 1 1
1 x 1 1
1 x 1 1
1 x 1 1
3 x 1 3
5 x 3 15
3 x 1 3
5
25
25
25
5
17,00 – 3,25 13,75
Hidrelétrica
3 x 3 9
3 x 1 3
3 x 1 3
3 x 3 9
3 x 3 9
5 x 5 25
5 x 5 25
3 x 1 3
15
15
5
15
25
15,00 – 10,75 4,25
Biomassa
3 x 3 9
3x3 9
3 x 3 9
3 x 3 9
1 x 1 1
3 x 3 9
5 x 5 25
3 x 3 9
25
25
25
25
15
23,00 – 10,00
13,00
46
6. ANÁLISE E DISCUSSÃO.
A análise e discussão deste trabalho de pesquisa consistem em um exame
crítico das informações levantadas através da revisão bibliográfica e dos resultados
obtidos na matriz de relação elaborada a partir da percepção das autoras.
Através da figura 11, percebe-se que o consumo energético nos países
industrializados da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico
(OCDE) tem como principal fonte de energia o petróleo, representando 42% na
matriz energética.
No Brasil, devido à disponibilidade de recursos hídricos, as hidrelétricas são
responsáveis pela principal fonte de energia, sendo o petróleo a segunda fonte de
energia mais utilizada. Entre as fontes de combustíveis fósseis o óleo diesel
representa a maior contribuição, seguido pela gasolina, óleo combustível e carvão
mineral. As hidrelétricas contribuem mais significativamente entre os recursos
renováveis, seguida da lenha, carvão vegetal e álcool, conforme informações do
Ministério das Minas e Energia, (2006) apresentadas na tabela 01.
Comparativo da Utilização das Fontes Energéticas no Brasil e OCDE em 1998
0
10
20
30
40
50
Carvão Nuclear Hidrelétrica Biomassa Petróleo GásNatural
Con
trib
uiçã
o (%
)
Brasil OCDE
Figura – 11: Comparativo entre a matriz energética dos países
industrializados da OCDE e a matriz energética brasileira. Fonte: Adaptado de
(GOLDEMBERG, 2006).
47
A apesar dos inúmeros benefícios gerados ao meio ambiente através do uso
de biocombustíveis o fator decisivo para a realização de investimentos e incentivos
governamentais na área é a dependência econômica de outros países e a escassez
dos combustíveis fósseis.
Na década de 70, com a instabilidade política e militar da região do Golfo
Pérsico, responsável pela maior reserva mundial de petróleo, o Brasil incentivou o
uso da biomassa como fonte alternativa, através do PROALCOOL. Atualmente, a
biomassa representa a terceira maior contribuição na matriz energética nacional,
sendo uma fonte de energia muito promissora, devido ao clima favorável com
incidência de luz durante todo o ano e grandes áreas agricultáveis.
A figura 12 foi elabora através dos dados propostos por GOLDEMBERG,
(2006) e CRESTANA, (2005), podendo-se verificar que entre os anos de 1998 e
2004 houve uma redução no uso da energia proveniente das usinas hidrelétricas e
nucleares com um aumento no consumo dos combustíveis fósseis e maior
exploração das fontes renováveis.
As fontes derivadas de mecanismos de produção vegetal ativado pela luz
solar possuem grande potencial econômico. Neste contexto o Brasil é país que mais
acumulou tecnologia e conhecimento na geração de energia através de biomassa,
conforme afirma (OSAWA, 1997).
48
Comparativo da Utilização das Fontes Energéticas no Brasil nos Anos 1998 e 2004
0
10
20
30
40
50
Carvão Nuclear Hidrelétrica Biomassa Petróleo GásNatural
Con
trib
uiçã
o (%
)
1998 2004
Figura 12: Matriz energética Brasileira nos anos de 1998 e 2004.
Fonte: Adaptado de (GOLDEMBERG, 2006) e CRESTANA, (2005).
Considerando o cenário energético apresentado, e a Matriz de Relação
(tabela 06), pode-se verificar que a energia solar e a biomassa são as fontes de
energia mais promissoras para o Brasil por explorarem, entre outros fatores, as
condições geográficas brasileiras e o clima tropical com incidência solar durante
grande parte do ano.
A energia solar apresentou pontuação 17,00 nos impactos positivos e 3,25
nos impactos negativos, resultando em uma pontuação final de 13,75. O processo
de geração de energia solar não polui e agrega valor à incidência luz, um recurso
renovável não utilizado anteriormente. Esta tecnologia possibilita o desenvolvimento
econômico de regiões afastadas, sem a necessidade de redes de distribuição. Como
restrições à implantação deste sistema destacam-se a baixa eficiência na conversão
de energia, os consideráveis investimentos iniciais e a necessidade de
desenvolvimento de pesquisas que viabilize economicamente a sua captação e
estocagem.
A biomassa, segunda fonte mais viável apresentou a maior pontuação nos
aspectos positivos (23,00) em virtude de aproveitar a energia solar e agregar valor
econômico às práticas agrícolas, com potencialidade de gerar emprego e renda em
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todas as regiões brasileiras, pois ao contrário das outras fontes energéticas, em
cada região brasileira pode-se encontrar um tipo de matéria-prima adequada a
produção de energia. Além disso, é uma fonte de energia renovável e com menor
potencial poluidor quando comparada aos combustíveis fósseis. Através do
PROALCOOL e do Programa Nacional de Biocombustíveis o Brasil incentiva a
ampliação da participação deste recurso na matriz energética brasileira.
Devido aos aspectos negativos, a pontuação final foi 13,00. Os principais
impactos são: risco a saúde do trabalhador rural devido à exposição a agrotóxicos e
acidentes ocupacionais, desgaste do solo, desmatamento de áreas para o plantio,
poluição hídrica em virtude da contaminação por fertilizantes e agrotóxicos, estágio
tecnológico em desenvolvimento.
A energia eólica obteve pontuação final 7,25 por possuir vantagens como ser
uma fonte renovável e agregar valor a um recurso não utilizado anteriormente, não
emitir poluentes atmosféricos, não ocupar áreas agricultáveis, possibilitar a
instalação em pequenas localidades sem necessidade de instalação de rede de
transmissão, porém a sua instalação somente é possível em regiões com regime e
velocidade de ventos específicos.
As centrais eólicas produzem poluição sonora gerada pelos rotores, poluição
visual por causa da instalação das torres de conversão e podem influenciar na rota
das aves. Além disso, possuem baixa eficiência na conversão de energia e não
geram números expressivos de emprego.
As hidrelétricas ficaram na quarta posição com pontuação 4,25. Possuem
alta eficiência na geração de energia através de um processo renovável e não
poluente, gerando emprego e renda nas obras de construção e operação.
Apresenta riscos ocupacionais principalmente nas obras de implantação,
potencial para a poluição sonora devido ao ruído das turbinas, necessidade de
alagamento de grandes áreas interferindo na flora e fauna local, preocupação com a
geração de gás metano devido ao alagamento de áreas sem a retirada da matéria
vegetal e dependência de redes de transmissão de energia.
Em virtude da escassez, e do potencial poluidor os combustíveis fósseis
receberam pontuação final 2,00. Apesar de representarem uma fonte de energia de
alto rendimento e domínio na tecnologia de extração e geração de energia,
apresentam impactos ambientais significativos como: a emissão de particulados e
50
poluentes atmosféricos, riscos de explosões e vazamentos, grande intervenção na
flora e na fauna para a extração dos recursos.
A última colocada é a energia nuclear com pontuação 1,50, principalmente
pela potencialidade de contaminação e irradiação pelas fontes nucleares e a
indeterminação da destinação dos resíduos nucleares.
A grande quantidade de água utilizada nos sistema de refrigeração, a
província uranífera brasileira, a eficiência na geração de energia também foram
fatores determinantes para determinação da pontuação final.
Após a análise das principais opções energéticas brasileiras a figura 13 foi
desenvolvida com a finalidade de apresenta a regionalização das fontes de energia
através da exploração das características locais de cada região como o clima,
reservas vegetais e minerais, áreas agricultáveis, relevo, disponibilidade de recursos
hídricos, direção e velocidade dos ventos, entre outros.
51
Figura – 13: Regionalização dos recursos energéticos no Brasil.
Norte: Geração de energia através de
biomassa, principalmente pelo do cultivo do
dendê.
Localização de duas usinas de biodiesel.
Uma em fase de operação e outra em fase
de projeto.
Nordeste: Geração de energia através
da biomassa, principalmente no cultivo da
mamona, palma e cana-de-açúcar.
Localização de seis usinas de
biodiesel em fase de construção ou projeto e três usinas em operação Maior potencial brasileiro para a geração de energia eólica e solar pelas
características regionais (velocidade dos ventos e incidência solar).
No estado da Bahia está localizada a maior província uranífera do Brasil.
Centro-Oeste: Geração de energia através da biomassa, principalmente através do
cultivo da soja, mamona e algodão.
Localização de três usinas de biodiesel em fase de construção ou projeto e duas usinas em
fase de regularização.
Sudeste: Geração de energia através da biomassa, principalmente no cultivo da soja,
algodão, girassol e cana-de-açúcar.
Região de maior concentração de usinas de biodiesel, totalizando 14 usinas. Nove em fase
de construção ou projeto, três em fase de regularização e uma em operação.
O estado de Minas Gerais possui potencial para a geração de energia eólica e produção de
carvão vegetal.
Potencial para extração de petróleo.
Geração de energia através de usinas nucleares no Rio de Janeiro.
Geração de energia através da biomassa, principalmente no cultivo da soja, algodão,
girassol e canola.
Localização de quatro usinas de biodiesel em projeto ou construção.
Potencial na geração de energia eólica e menor potencial brasileiro para a utilização de
energia solar, devido a distância do Equador, menor incidência solar.
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Finalizando a discussão, faz-se necessário analisar o percentual de
contribuição das opções de energia na matriz energética mundial, ao longo dos
anos. Conforme afirma CRESTANA, (2005) somente a partir de 1990, o petróleo, o
gás natural e a energia hidráulica passaram a contribuir na geração energia, que
anteriormente era obtida apenas com o uso de lenha carvão. Entre os anos de 1960
e 2000 a energia nuclear, solar, biomassa moderna e outras passaram a contribuir
na matriz energética mundial. A perspectiva para 2100 é do aumenta da contribuição
da energia solar, biomassa moderna e outras fontes, além da redução da
participação dos combustíveis fósseis.
Através da análise da Matriz de Relação pode-se observar o potencial da
energia solar e da biomassa, conforme afirma CRESTANA, (2005). Em países
tropicais, como o Brasil, a incidência de luz, praticamente durante todo o ano,
viabiliza o uso da energia solar. A extensão territorial, o clima e as diversidades
regionais são fatores decisivos para a utilização da biomassa como fonte de energia.
A redução na participação do petróleo na matriz energética pode ser
explicada devido a atual instabilidade política dos países detentores das maiores
jazidas mundiais, pela escassez deste recurso e pela preocupação no uso
combustíveis menos poluentes.
53
7. CONCLUSÃO
O desenvolvimento de fontes de energia renováveis em substituição aos
combustíveis fósseis, predominantemente utilizados atualmente, é uma opção
decisiva, não apenas para o futuro do setor energético, mas também para a
preservação ambiental global, visando o desenvolvimento sustentável.
Neste contexto, o Brasil pode aproveitar suas características de clima,
extensão territorial e grande diversidade regional para ocupar espaço neste
mercado.
A biomassa é uma promissora fonte energética por possibilitar o
desenvolvimento sócio-econômico de diferentes regiões brasileiras, agregar valor
econômico à agricultura e ser uma fonte de energia menos poluente, quando
comparada aos combustíveis fósseis.
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