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A
maioria dos profissionais que trabalham na área reconhece
que os próximos anos deverão se caracterizar por um uso diversificado
das fontes de energia. A meta de redução dos gases causadores
do efeito estufa, bem como a diminuição dos estoques dos combustíveis
fósseis, contribui para que as fontes alternativas, especialmente
aquelas renováveis e as não-poluentes, ganhem um impulso inédito.
Por outro lado, o conceito de geração distribuída, que vem
sendo cada vez mais difundido na engenharia dos sistemas energéticos,
aponta para uma participação crescente das fontes alternativas
na geração de eletricidade.
No
campo legislativo, está para ser votado, no Congresso brasileiro,
o projeto da Lei da Energia, que obriga a introdução de fontes
alternativas renováveis na matriz energética e a universalização
do serviço público de energia elétrica. A exemplo do que ocorreu
na Califórnia e na Europa, produtores independentes de energias
solar, eólica e de biomassa acreditam que, caso aprovada,
a nova lei será o comando legal que faltava para o estabelecimento,
por parte do governo, de políticas públicas de incentivo às
fontes alternativas e de regulamentação específica pela Aneel
(Agência Nacional de Energia Elétrica).
Entre as diversas fontes alternativas de energia, as mais
relevantes no Brasil são, por ordem de potencial estimado:
a eólica (57 GW); a solar fotovoltaica (14,3 GW); a obtida
a partir da biomassa (20 GW); e as pequenas centrais hidrelétricas
ou PCHs (9,5 GW).
A
seguir, é apresentada uma descrição sumária da tecnologia
de aproveitamento dessas fontes e discutido o estágio em que
o Brasil se encontra em cada uma delas.
Energia Eólica
A energia eólica provém de diferentes níveis de radiação solar
e, por conseguinte, do aquecimento distinto em diversas regiões
do planeta, o que provoca o deslocamento de camadas de ar,
que são os ventos. A energia cinética contida nessas massas
de ar é a energia eólica, que pode ser captada por uma turbina
e logo convertida em energia mecânica rotacional e, posteriormente,
em eletricidade, nos terminais de um gerador elétrico.
Como
uma das principais fontes alternativas de energia, a energia
eólica tem-se destacado pelo reduzido impacto sobre o meio
ambiente e sobre comunidades vizinhas, pela sua base tecnológica
industrial, pela experiência e pela confiabilidade adquiridas
nos últimos 20 anos de operação de grandes sistemas no mundo
e, também, pelo seu imenso potencial.
O
desenvolvimento apresentado nas últimas décadas pela tecnologia
de conversão de energia eólica é significativo. Os sistemas
eólicos estabeleceram-se nos EUA e na Europa por intermédio
de uma indústria sólida e evoluíram no projeto, na construção
e na operação, o que resultou numa substancial redução dos
custos.
No
Brasil, a principal região favorável à utilização da energia
eólica é o Nordeste. Para impulsionar o desenvolvimento da
energia eólica no Brasil, é necessária a definição de políticas
públicas, de leis que a incentivem e de linhas de financiamento.
No
campo da política, foi criado, pela Câmara de Gestão da Crise
de Energia Elétrica, o Programa Proeólica, que garante a compra,
a bons preços, de até 1.050 MW (possivelmente, esse limite
será expandido para 3 mil MW).
Entusiastas
desta fonte energética, como membros do Centro Brasileiro
de Energia Eólica (CBEE), sustentam que, em dois anos, se
pode chegar a um potencial, no litoral nordestino, de 20%
da capacidade instalada no Rio São Francisco, que é de 10.400
MW.
Atualmente,
o Ceará é o estado que mais investe em energia eólica. Lá
já existem dois parques eólicos, que somam um total de 15
MW. Em três anos, o governo do estado pretende acrescentar
mais de 1.200 MW, o que representa 35% do consumo atual de
energia do Ceará.
Para definir precisamente o potencial desse tipo de energia,
o Cepel (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica) está concluindo
o Mapa Eólico do Brasil, que servirá de referência para o
aproveitamento da energia dos ventos.
Energia
Solar
A energia solar pode ser captada na forma de calor, por coletores
que a armazenam pelo aquecimento de fluidos (líquidos ou gasosos).
Contudo, é a energia solar fotovoltaica, fruto da conversão
direta em eletricidade, a forma que tem apresentado o desenvolvimento
mais notável nos últimos anos. Ela é produzida por uma diferença
de potencial elétrico nas faces opostas de uma junção semicondutora,
quando da absorção da luz.
Os
sistemas fotovoltaicos têm recebido grande atenção da comunidade
técnica internacional. Como conseqüência, têm sido apontados
como umas das grandes oportunidades no setor energético neste
princípio de milênio. A produção mundial de painéis fotovoltaicos
vem crescendo expressivamente. Ultrapassou 120 MW, no ano
de 1997 e continua a aumentar. Essa tendência é fruto de um
grande esforço tecnológico e político, no sentido de reduzir
custos e melhorar a eficiência e a confiabilidade dos painéis.
Sistemas de geração fotovoltaica têm sido utilizados de duas
formas: isoladamente e em co-geração. Em localidades remotas,
que não contam com fornecimento de energia elétrica convencional
ou em regiões de difícil acesso à rede elétrica, sistemas
fotovoltaicos isolados podem ser a solução. Neste caso, a
energia gerada deve ser parcialmente armazenada em bancos
de baterias. O excesso de energia gerado durante períodos
de elevada radiação solar, ou de baixo consumo, pode ser armazenado,
para uso durante a noite, por exemplo. Sistemas fotovoltaicos
podem ser a fonte principal de energia para consumo residencial
e outras atividades, como o bombeamento de água para irrigação.
A outra situação possível envolve a utilização de um sistema
de geração fotovoltaico como uma fonte de eletricidade conectada
em paralelo com a rede elétrica, em co-geração. Neste sistema,
o consumidor utiliza primariamente a energia gerada localmente
em painéis fotovoltaicos. Qualquer diferença entre o consumo
e a geração local é fornecida ou consumida pela rede de energia,
dispensando o uso de baterias. Do ponto de vista do consumidor,
a vantagem é a redução direta do custo da conta de eletricidade.
Do ponto de vista do sistema de energia, as vantagens são
a liberação de capacidade de geração e transmissão de energia,
o nivelamento da curva de carga, a redução de custos e a descentralização
da geração. Os sistemas fotovoltaicos vêm recebendo grande
atenção em vários países. Projetos como Niewland (complexo
residencial de 5 mil casas, com 1 MW de capacidade de geração
fotovoltaica), na Holanda, assim como outros igualmente expressivos,
nos EUA, Japão, Israel e Alemanha, são indicativos da determinação
desses países em promover a utilização da energia fotovoltaica
em centros urbanos. Nesses países, a energia elétrica é essencialmente
gerada por usinas termelétricas a carvão, o que aumenta o
interesse na energia solar, sob o ponto de vista ambiental.
Painéis
fotovoltaicos são disponíveis hoje em várias apresentações,
além da clássica forma plana: como telhas, laminados flexíveis,
placas semitransparentes etc. Isto possibilita a integração
dos painéis fotovoltaicos às edificações, com um mínimo de
impacto arquitetônico. A co-geração em edifícios comerciais
permite a redução de custos e é particularmente vantajosa
quando se lembra que as atividades nesses prédios se concentram
durante o dia, no período de disponibilidade da energia solar.
No
caso do Brasil, a extensão territorial e os níveis elevados
de radiação solar, durante todo o ano e em praticamente todo
o seu território, estão entre os principais fatores que justificam
uma política de apoio à co-geração fotovoltaica. Isso, no
entanto, não acontece. Porém, a energia eólica vai sendo aos
poucos aproveitada em escalas equiparáveis a aproveitamentos
hídricos.
Antonio
Granadeiro, presidente da Associação Brasileira de Energia
Renovável (Abeer), prevê que o potencial instalado de painéis
fotovoltaicos — cerca de 10 MW — vai dobrar. Para que isso
ocorra, serão necessários investimentos da ordem de R$ 30
milhões. Entretanto, no que depender do governo, o mercado
nacional para energia fotovoltaica deve continuar insignificante,
mesmo com as oportunidades criadas pela crise energética.
A razão, já apontada anteriormente, é a carência de programas
de incentivo, como o Proeólica. Esses incentivos são fundamentais
para estimular o aproveitamento da energia solar fotovoltaica
que só é viável em torno de R$ 250/MWh, um valor muito alto,
quando comparado ao Valor Normativo da energia hidráulica
do sistema interligado, que é de R$ 70/MWh.
A
principal aplicação seria o suprimento de comunidades isoladas,
onde se encontra a maior parte dos 17 milhões de brasileiros
“sem-luz”, identificados em levantamento recente do IBGE (Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística). A principal preocupação
do governo se concentra em aproveitamentos de grande porte,
incorporáveis ao sistema interligado. Apenas iniciativas isoladas
conseguiram algum avanço na utilização da energia solar. Um
exemplo dessa iniciativa é a parceria entre o governo do estado
do Ceará e a organização não-governamental Ider (Instituto
de Desenvolvimento Sustentável e Energias Renováveis), que
inclui a instalação de 74 sistemas, em duas comunidades do
município de Viçosa do Ceará, a 250 quilômetros de Fortaleza.
Por intermédio de doações de entidades internacionais, como
organizações americanas e escolas da Alemanha e de Portugal,
o Ider está conseguindo levar eletricidade fotovoltaica a
regiões como Itapipoca, a 200 quilômetros de Fortaleza, onde
foram instalados 100 painéis de 8 kW, que atendem a 11 comunidades
de agricultores e pescadores.
No
Estado do Rio, a Secretaria de Energia, Indústria Naval e
Petróleo, em parceria com o Prodeem (Programa de Desenvolvimento
Energético de Estados e Municípios), planeja instalar 100
sistemas fotovoltaicos, totalizando cerca de 138 kW, o que
corresponde a um consumo mensal de 8.880 kWh. Os investimentos
são da ordem de R$ 1 milhão e já foram gastos mais de R$ 400
mil. O projeto faz parte do programa Gera-Sol, que deverá
ter cerca de 60 sistemas implantados até o fim deste ano,
em regiões como Campos, São Fidélis, Angra dos Reis e Parati.
O governo federal entra com recursos do Prodeem para a compra
dos painéis e o estadual, com mão-de-obra, testes e ligação
dos aparelhos.
Uma
possibilidade de impulso na produção de energia solar fotovoltaica
pode ser deflagrada pelo setor de telecomunicações. Um exemplo
é a Telemar, que explora a telefonia fixa no Sudeste (exceto
São Paulo), no Nordeste e no Norte. A empresa antecipou em
um ano as metas de universalização do atendimento, inicialmente
setembro de 2002, a fim de concorrer com as empresas-espelho,
que atuam nas mesmas regiões. O contrato de concessão exige
que a Telemar instale pelo menos um telefone público em cada
localidade com um mínimo de 500 habitantes. A opção é instalar
telefones celulares fixos, alimentados por painéis fotovoltaicos,
uma vez que nem a rede de telefonia nem a elétrica chegam
à maior parte dessas localidades.
Em
contraste com o cenário da energia fotovoltaica, o segmento
de coletores solares para aquecimento de água teve um grande
impulso em 2001. Os principais fabricantes de São Paulo estão
ampliando as instalações para atender à demanda crescente.
A Abrava (associação de 25 fabricantes de equipamentos, responsáveis
por 80% do movimento do setor) avalia que o número de coletores
solares no Brasil vai crescer 50% em 2001, chegando a 3 milhões
de metros quadrados, superando o aumento de 34% observado
na virada de 1999 para 2000.
A
Petrobras aposta fortemente nas energias renováveis e destinou
0,5% de seus investimentos para pesquisa e desenvolvimento
dessas fontes, o que representa US$ 29 milhões apenas em 2001.
Alguns projetos de energia eólica e solar já estão sendo postos
em prática, como o primeiro posto de gasolina da América Latina
com bombas acionadas por sistemas fotovoltaicos, de 4 kW,
no bairro do Maracanã, Rio de Janeiro. Também este ano deverá
entrar em operação o parque eólico do Rio Grande do Norte,
de 3 MW. A companhia já prepara o lançamento de um edital
de licitação, ainda em 2001, para a instalação de sistemas
fotovoltaicos em 20 postos por todo o Brasil. Os escolhidos
deverão ser aqueles que ficam distantes dos centros de carga
de energia e que estão sujeitos a falhas na rede.
Biomassa
Por intermédio da fotossíntese, as plantas capturam a energia
do sol e a transformam em energia química. Essa energia pode
ser convertida em eletricidade, combustível e calor por vários
processos. As fontes orgânicas usadas para produzir energias
com esses processos são chamadas de biomassa. Embora emita
gás carbônico quando é queimada, a biomassa absorve esse gás
pela fotossíntese quando está crescendo no campo.
Os
combustíveis mais comuns da biomassa são resíduos agrícolas,
madeira e plantas como cana-de-açúcar, colhidas com o propósito
de gerar energia. No entanto, é possível converter o lixo
municipal em combustíveis para o transporte, as indústrias
e mesmo para residências. Já existem milhares de casas e indústrias
que utilizam biomassa como energia. De acordo com o Banco
Mundial, de 50% a 60% da energia nos países em desenvolvimento
provêm da biomassa, e metade da população mundial cozinha
com madeira.
O clima tropical, a grande extensão territorial e a vantagem
de uma árvore crescer, aqui, cinco vezes mais rápido do que
em países com clima temperado ou frio, fazem do Brasil um
local apropriado para se usar a biomassa na produção de energia
elétrica. No entanto, assim como no caso das energias eólica
e solar, faltam financiamento e políticas adequadas.
O
Brasil ainda apresenta a vantagem de desenvolver, há mais
de 20 anos, o Proálcool (Programa do Álcool), com uma produção
anual de 90 milhões de toneladas de bagaço de cana (safra
de 2000). Caso utilizado de forma eficiente, isto forneceria
um excedente de 4 mil MW ao sistema energético brasileiro.
No
setor de papel e celulose (cascas de árvore, cavacos e licor
negro), o excedente seria de 1.000 MW. Como não existe a obrigatoriedade
de compra do excedente produzido pelo co-gerador, as concessionárias
não se interessam. Ou, quando compram, oferecem preços pouco
competitivos, e por isso o investimento não é compensador
para o co-gerador.
A usina nuclear Angra 3, por exemplo, produziria 3 mil MW
a um custo variável de R$ 70 a R$ 75 por MWh. No setor sucroalcooleiro,
o custo seria de R$ 80, viabilizando a mesma quantidade de
energia de uma fonte ambientalmente correta, trazendo inúmeras
vantagens estratégicas para o país.
O
BNDES (Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social)
acabou de lançar um programa para a implementação de co-geração
no setor de biomassa, no qual o empreendedor poderá usar como
garantia o contrato de longo prazo com a concessionária.
Existe
ainda o biodiesel, fabricado a partir de óleos derivados de
plantas oleaginosas, como palma, buriti e soja, e que também
poderia ser usado nos geradores de energia de comunidades
isoladas. Outra opção seria adicionar biodiesel, na proporção
de até 3%, ao diesel utilizado no setor de transportes brasileiro.
Esta medida melhoraria a condição ambiental nas cidades, diminuindo
significativamente a emissão de poluentes.
A utilização de óleos vegetais para substituir combustíveis
fósseis data da utilização satisfatória do motor diesel, em
1900. Entretanto, os problemas ocasionados pelo uso de óleos
in natura fomentaram o desenvolvimento e a obtenção do biodiesel,
que não exige mudanças nos motores.
Os
estudos desenvolvidos pelo Pro-Óleo entre 1973 e 1986, no
Brasil, analisaram, sob o ponto de vista técnico, o biodiesel
derivado de praticamente todos os óleos vegetais disponíveis.
Sua aplicação foi evitada pelo Contra-Choque do Petróleo,
que reduziu os preços dos derivados do óleo cru.
As pesquisas internacionais mais recentes, feitas na década
de 1990, fomentaram um sistema de plantio e produção de biodiesel
na Europa. Há quatro anos, a Alemanha tem 100 mil veículos
circulando com biodiesel puro. Os resultados são tão positivos
que as montadoras mantêm a garantia para os veículos novos
que utilizarem este combustível.
A
retomada do assunto no Brasil deve-se à necessidade de reduzir
as importações de óleo diesel, das vantagens do combustível
limpo para a saúde das pessoas, além da possibilidade de comercialização
dos certificados de redução de emissões de gases estufa e
do incomensurável benefício social da oferta de postos de
trabalho para a produção de biodiesel.
A
Resolução 180/98 da ANP (Agência Nacional de Petróleo), que
regulamenta o uso de combustíveis não-especificados, requer
a realização de testes e a emissão de relatório para que seja
concedida a autorização para comercialização do produto no
varejo. Esses testes medem as emissões de poluentes, além
das mesmas características analisadas pelos testes realizados
no âmbito do Pro-Óleo.
A
Coppe/UFRJ está realizando, desde abril de 2000, testes com
óleos usados e gordura animal, resíduos das grandes cidades,
além dos óleos virgens, sobretudo de soja, mamona, dendê,
buriti e castanhas diversas. Obtiveram-se bons resultados,
o que resultou na aprovação de um projeto pela Petrobras para
instalação de um laboratório de combustíveis.
O
aproveitamento energético de resíduos sólidos urbanos vem
sendo feito há décadas na maioria dos países do Hemisfério
Norte. Esse aproveitamento pode ser realizado pela conservação
de energia, obtida por intermédio da reciclagem de papéis,
plásticos, vidros e metais, assim como pela geração, mediante
o uso dos restos alimentares para produção de combustíveis
que serão consumidos por usinas termelétricas.
O
Brasil produz 20 milhões de toneladas desses resíduos por
ano, dos quais 65% são restos alimentares e os demais 35%
de recicláveis (papéis, plásticos, vidros e metais). O custo
para a execução da coleta seletiva desses materiais é de US$
150/tonelada para os recicláveis e de US$ 20/tonelada para
os demais. É possível reduzir estes custos, pois a média internacional
da coleta seletiva é de US$ 50/tonelada.
A conservação por meio da reciclagem pode ofertar cerca de
30 TWh ao país, quase 10% do consumo atual, ao custo de US$
35/MWh, abaixo dos valores médios do Procel (Programa de Conservação
de Energia Elétrica) para o ano 2000, na faixa de US$ 40/MWh.
A
geração, que pode agregar mais 7% à oferta, deve consorciar
algumas das rotas tecnológicas disponíveis, mas todas elas
são a inserção de um estágio nas usinas termelétricas tradicionais,
qual seja, o beneficiamento dos resíduos para obtenção do
combustível.
Os
atuais vazadouros de lixo dispõem de biogás, decorrente da
decomposição da matéria orgânica em ambiente anaeróbico, que
deve ser recuperado. Entretanto, esse modelo não deve ser
fomentado, pois a utilização de áreas para dispor lixo é cada
vez mais combatida pela sociedade, seja pelo fato de impossibilitar
o uso para outro fim, seja pelo aumento de custo de transporte,
visto que os espaços disponíveis estão cada vez mais distantes
das cidades. Para os resíduos que serão gerados, existem várias
tecnologias para produzir combustível, além de subprodutos,
e para reduzir a quantidade de material a ser disposto. Uma
delas é a digestão acelerada, que produz biogás e adubo, podendo
ter aproveitamento energético similar ao caso acima. Outra
linha de beneficiamento envolve a pirólise e a gaseificação,
que utilizam energia térmica e reagentes para separar os gases
presentes na matéria. Existem mais de 300 plantas funcionando
no mundo — infelizmente, nenhuma no Brasil. Essas tecnologias
possibilitam a utilização de um combustível cotado em moeda
nacional, muitas vezes com custo negativo (como a disposição
em vazadouros será evitada, o custo dessa operação pode ser
repassado às usinas que consumirem os resíduos), disponível
exatamente junto aos centros de carga e passível de compensar
emissões de gases do efeito estufa das usinas movidas a gás
natural (na proporção de 1:10), o que pode fomentar as Usinas
Termelétricas Híbridas (UTHs). Seus pontos negativos são o
maior investimento (por terem um estágio a mais que as demais
UTEs) e a atratividade pouco menor, de 19%, em comparação
com os 21% das UTEs. Entretanto, a maior atratividade das
UTEs decorre do aumento dos valores normativos para a geração
feita com gás natural.
No Estado do Rio de Janeiro existe, desde o primeiro semestre,
resolução da Secretaria de Energia, Indústria Naval e Petróleo
que reduz o ICMS (Imposto sobre Circulação de Mercadorias
e Serviços) para as usinas termelétricas que investirem a
partir de 1% em fontes renováveis, o que pode melhorar a atratividade
do empreendimento e ser estendido para todo o país.
Pequenas
Centrais Hidrelétricas (PCHs)
As Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) caracterizam-se
por serem usinas com potência instalada superior a 1 MW e
igual ou inferior a 30 MW, e com reservatório com área igual
ou inferior a três quilômetros quadrados. Esse tipo de empreendimento
possibilita um melhor atendimento às necessidades de pequenos
centros urbanos e regiões rurais. A partir de 1998, a construção
dessas unidades foi incrementada por meio de uma série de
mecanismos legais e regulatórios.
As
resoluções da Aneel permitem que a energia gerada nas PCHs
seja introduzida ao sistema de eletrificação, sem que o empreendedor
pague as taxas pelo uso da rede de transmissão e distribuição.
O benefício vale para quem entrar em operação até 2003. As
PCHs estão dispensadas ainda de remunerar municípios e estados
pelo uso dos recursos hídricos alheios.
Caso
sejam construídas no sistema isolado da Região Norte, podem
também receber financiamento do fundo formado com recursos
da Conta Consumo de Combustíveis Fósseis (CCC), se vierem
a substituir as geradoras térmicas a óleo diesel.
O BNDES lançou o Programa de Desenvolvimento e Comercialização
de Energia Elétrica de Pequenas Centrais Hidrelétricas, para
viabilizar a sua implantação ou revitalização, conectadas
ao Sistema Interligado Brasileiro. A Eletrobrás (Centrais
Elétricas Brasileiras S.A, estatal) garante a compra de energia
da usina e o BNDES oferece financiamento para o empreendimento.
Conclusões
Vento e sol abundantes num país de extensão continental, diversos
sítios com quedas d´água aproveitáveis e um enorme potencial
de manejo e aproveitamento da biomassa fazem do Brasil um
país naturalmente propício para um crescimento significativo
das energias alternativas em sua matriz energética. Aliado
a essa tendência natural, aparecem o crescente aumento da
eficiência e a redução dos custos desses sistemas alternativos,
resultantes de um avanço tecnológico pressionado pela necessidade
de produção de uma energia ambientalmente mais limpa.
Embora
algumas fontes tenham um desenvolvimento maior do que outras,
é importante uma visão de planejamento integrado. Uma iniciativa
relevante nesse sentido foi tomada pela Petrobras, que, em
parceria com a Coppe/UFRJ, está começando um projeto para
uma ampla consolidação da base de dados das quatro fontes
energéticas renováveis analisadas neste artigo. Essa base
de dados visa a, entre outros objetivos, reduzir eventuais
inconsistências entre as diversas estimativas dos potenciais
energéticos dessas fontes. A partir da referida consolidação,
será elaborado um plano de aproveitamento integrado, de forma
complementar ao planejamento energético da expansão do setor
elétrico brasileiro.
É indiscutível a importância das políticas, da legislação
e de financiamentos para a viabilização dessas fontes. A crise
energética trouxe à tona a vulnerabilidade de nosso sistema
de geração concentrada. As fontes alternativas apresentam-se
como soluções de geração distribuída, por atenderem de forma
satisfatória a comunidades às quais a rede elétrica não chega.
O número de comunidades sem energia elétrica no Brasil é impressionante
e a questão deve ser tratada com a importância devida, num
país que aspira crescer e precisa se desenvolver. •
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