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FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: CIÊNCIA TECNOLOGIA E SOCIEDADE
AUTOR: MARCUS VINICIUS MONTEIRO
FORMAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA PARA A INDÚSTRIA
FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: CIÊNCIA TECNOLOGIA E SOCIEDADE
FORMAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA PARA A INDÚSTRIA
Lista de Figuras
Figura
1...........................................................................
.................................................10
Figura
2...........................................................................
.................................................11
Figura
3...........................................................................
.................................................17
Figura
4...........................................................................
.................................................18
Figura
5...........................................................................
.................................................24
Figura
6...........................................................................
.................................................25
Figura
7...........................................................................
.................................................27
Figura
8...........................................................................
.................................................28
Figura
9...........................................................................
.................................................29
Figura
10..........................................................................
................................................30
Figura
11..........................................................................
................................................30
Figura
12..........................................................................
................................................31
Trabalho Científico apresentado ao curso
Engenharia Mecânica do UniFoa.
Aluno:Marcus Vinicius Monteiro
FUNDAÇÃO OSWALDO ARANHA
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOLTA REDONDA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: CIÊNCIA TECNOLOGIA E SOCIEDADE
FORMAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA PARA A INDÚSTRIA
Lista de Quadros
Quadro
1...........................................................................
...............................................15
Quadro
2...........................................................................
...............................................16
Quadro
3...........................................................................
...............................................18
Quadro
4...........................................................................
...............................................19
Quadro
5...........................................................................
...............................................34
Quadro
6...........................................................................
...............................................37
Quadro
7...........................................................................
...............................................41
ÍNDICE
1.
RESUMO..................................................................
.............................................5
2.
INTRODUÇÃO..............................................................
.......................................6
3.
OBJETIVOS...............................................................
...........................................7
4.
DESENVOLVIMENTO.........................................................
...............................8
5. CENTRO TERMOELÉTRICO E
GÁS..............................................................33
5.1 Custo
Operacional...............................................................
..........................34
5.1.2 Impacto
Ambiental.................................................................
....................37
5.1.3 Capacidade
Instalada.................................................................
.................35
6 USINA
NUCLEAR...................................................................
..........................36
6.1 Custo
Operacional...............................................................
..........................37
6.1.2 Impacto
Ambiental.................................................................
....................37
6.1.3 Capacidade
Instalada.................................................................
.................38
7
HIDRELÉTRICA..............................................................
..................................40
7.1 Custo
Operacional...............................................................
..........................41
7.2 Impacto
Ambiental.................................................................
.......................41
7.3 Capacidade
Instalada.................................................................
....................41
8 MATERIAL E
MÉTODO....................................................................
...............42
9 RESULTADOS E
DISCUSSÃO.................................................................
........42
10
CONCLUSÃO.................................................................
....................................43
11 REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS............................................................
....44
RESUMO
O artigo apresenta as forma de geração de energia elétrica no Brasil, a
situação atual da produção e expõe os problemas para a implementação de um
novo modelo no setor energético e para a inclusão de termelétricas em um
grande sistema hidrelétrico. Questões ambientais são consideradas,
particularmente as emissões de gás de efeito estufa.Atenta ainda para a
possível construção de novos reatores nucleares no Brasil e destaca a
importância da conservação energética e do uso de fontes de energia
renovável.
PALAVRAS-CHAVE: Energia elétrica, Gás natural, Hidrelétricas,
Termelétricas, Energia nuclear.
ABSTRACT
The forms, the situation of electric energy generation in Brazil is
presented here and showing the problems in the implementation of the new
model for the Power Sector, as well as in the inclusion of thermal plants
in a very big hydroelectric system. Environment issues are considered, in
particular the greenhouse gas emissions. The article pays attention to the
possible construction of new nuclear reactors in Brazil. It is pointed out
the importance of energy conservation and of using renewable energy
sources.
KEYWORDS: Electric energy, Natural gas, Hydroelectric power plants, Thermal
power
plants, Nuclear energy.
INTRODUÇÃO
O artigo Formas de geração de energia para indústrias tem como principal
objetivo apresentar e descrever algumas das principais características de
usinas hidrelétricas, termelétricas e nucleares.
Em função da apresentação do funcionamento básico dessas indústrias a
pessoas iniciantes, o autor deste artigo o elaborou com a colaboração de
diversas áreas do saber e auxílio de diferentes referências bibliográficas.
O artigo está dividido em tópicos, constando a descrição, custo
operacional, impacto ambiental e capacidade instalada de cada um dos tipos
de indústrias de geração de energia citadas no presente artigo.
Espera-se que o artigo auxilie na pesquisa de iniciantes na área de
energia, seja ela, hidrelétrica, termelétrica ou nuclear.
OBJETIVOS
Descobrir verdades sobre temas de interesse de uma ciência ou parte
dela;
Redescobrir e re-estudar assuntos já estudados anteriormente;
Esclarecer fatos ou teorias já estudados mas que permanecem obscuros
mas ainda sem pleno conhecimento;
Levar ao conhecimento de pesquisadores e comunidade científica as
novas descobertas;
DESENVOLVIMENTO
GERAÇÃO HIDRELÉTRICA, TERMELÉTRICA E NUCLEAR.
O PROBLEMA DA ENERGIA NO BRASIL
O debate sobre energia no início do segundo mandato do presidente Lula
se aguçou, envolvendo o próprio Plano de Aceleração do Crescimento
(PAC), anunciado com uma forte expectativa de superar o marasmo em
que caiu a economia brasileira há mais de uma década. Portanto, é
importante o
êxito do PAC. A energia não deve ser um gargalo.
O primeiro sinal dos problemas que estão na raiz do debate atual foi dado
no início do primeiro mandato do presidente pelo chamado Grupo de Estudos
para a Nova Estrutura do Setor Elétrico (Genese), criado em 2003 para
assessorar
o Conselho Superior do Sistema Eletrobrás (Consise), formado pelos
presidentes das empresas geradoras federais. O Consise ganhou naquela época
um papel estratégico importante na Eletrobrás, definindo linhas de ação das
suas
empresas, o que desagradou muita gente.
Os problemas emergenciais que foram apontados incluíam a queda do mercado
após o racionamento de energia elétrica de 2001, gerando excedente de
energia no curto prazo e jogando para baixo o preço no mercado spot, onde
as geradoras
vendiam o excedente. Por determinação da regulamentação aplicada pelo
governo, a partir de 2003 as geradoras federais (pertencentes à
Eletrobrás), como
Furnas, tiveram seus contratos com as distribuidoras, como a Light e a
Eletropaulo,
progressivamente cancelados. Assim foram levadas a vender sua energia no
spot, perdendo receita e reduzindo a capacidade de investir. Para se ter
uma idéia
do que isso significou, Furnas vendia energia hidrelétrica para as
distribuidoras
por contrato a R$ 80/MWh, enquanto no spot era remunerada por apenas R$ 18/
MWh. Parte dessa energia no spot servia para substituir energia contratada
de usinas
termelétricas, que ficavam desligadas, pois o Operador Nacional do Sistema
não as despachava desde que houvesse água em nível adequado nos
reservatórios
das hidrelétricas. Entretanto, essas termelétricas desligadas recebiam até
R$ 130/
MWh, de acordo com os contratos que tinham com as distribuidoras. Furnas
continuava gerando energia com praticamente 100% da sua capacidade, metade
remunerada por contratos por cerca de R$ 80/MWh, metade no mercado spot
por R$ 18/MWh, o que dava em média R$ 49/MWh.Manifestaram-se, na ocasião,
contrariamente a esse estado de coisas que dava enorme perda à Eletrobrás.
Também a questão dos consumidores livres que apareceu agora foi colocada
naquela ocasião. Eles compraram energia hidrelétrica demasiadamente
barata quando havia excedente. Os consumidores livres, grandes indústrias
intensivas
em energia, absorvem atualmente 30% da energia elétrica do país e estão
fora do sistema atendido pelas concessionárias com tarifas altas.
Finalmente, a introdução das termelétricas, originalmente previstas pelo
Plano Prioritário de Termelétricas do governo Fernando Henrique, ficou mal
resolvida e se desdobra hoje no problema do gás natural indisponível para a
geração elétrica, além da inadequação dos contratos. Um segundo aspecto
relacionado
a esse último ponto é de natureza técnica: o modo de inserir as
termelétricas
no sistema de base hidrelétrica brasileiro, sendo necessário rever o
próprio
método de definição de energia assegurada, de risco e custo do déficit e do
uso
da curva de aversão a risco em razão da variação hidrológica.
A implementação do novo modelo e os leilões de energia
O resultado do leilão da energia velha no setor elétrico em dezembro de
2004 foi sintomático. Embora essa denominação seja conceitualmente
discutível,
no jargão do novo modelo do setor energia velha quer dizer energia gerada
por usinas hidrelétricas velhas, cujo investimento já foi amortizado.
Incluo-me
entre os defensores de se atribuir um menor preço a essa energia,
consistente
com a filosofia de serviço público. É preciso ter em mente dois objetivos.
Um é
transferir ao consumidor a vantagem de haver hidrelétricas antigas, que
duram
muitas décadas, ao contrário das termelétricas. Nesse aspecto, o objetivo
do
leilão não deu o resultado desejado. Um estudo de Roberto d'Araujo,
apresentado
em seminário na Fiesp em janeiro de 2007, mostra que a energia elétrica no
Brasil tornou-se mais cara do que em muitos países ricos, em particular, do
que
naqueles que usam fortemente a hidreletricidade, como o Canadá (Figuras 1),
e
tem subido muito acima da inflação nos últimos anos (Figura 2).
O outro objetivo do serviço público de energia é obter na remuneração da
empresa elétrica parte dos recursos para a expansão do serviço, pois sai
menos
caro do que levantar recursos a juros que terão de ser pagos pelo
consumidor na
tarifa futura. Da maneira que foi feito o leilão, esse objetivo foi
prejudicado.
Examinando o leilão de energia velha de dezembro de 2004, vemos que as
geradoras privatizadas quase não venderam energia nele, ao contrário das
geradoras
federais, que venderam barato. O fato é que foi permitido às geradoras
privatizadas
fazerem contratos vendendo energia para empresas antes do leilão, o que
foi vedado ao Grupo Eletrobrás. Esse ficou com o mico na mão. O exemplo de
Furnas é emblemático. No leilão de energia velha ela vendeu por R$ 60/MWh.
Furnas tinha contratos de compra de energia a valores muito superiores. Um
deles
era com uma termelétrica anglo-americana – que grande parte do tempo não
funcionava, mas recebia R$ 130/MWh mesmo sem gerar energia. Furnas pagava
também à empresa espanhola Cien pela transmissão de energia da Argentina,
que
não tinha energia para transmitir. Minha posição sempre foi que esses
contratos
teriam de ser renegociados. Ademais, Furnas comprava energia da
Eletronuclear
a preço maior do que o do leilão.
Outro problema é que os contratos do leilão foram de oito anos. Nesse
período há expectativa de subir o preço da energia, pois o crescimento do
consumo
esgota a sobra de energia causada pelo racionamento e pelas medidas que
se seguiram a ele. Comprometidas com um preço baixo em logo prazo, Furnas,
Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (Chesf) e Centrais Elétricas do
Norte
do Brasil (Eletronorte) perdem receita potencial e sua capacidade de
investir
fica menor, e o setor privado terá de ocupar esse espaço. Aí se pode
vislumbrar a
lógica de manter baixos os preços da energia gerada pelas estatais para
permitir
montar em cima deles o preço alto da geração privada. No passado, as
estatais
perdiam dinheiro vendendo barato a energia e pararam de investir. Esse foi
um
argumento para as privatizações. Em 2003, o governo Lula reverteu isso.
Estaremos
arriscando repetir o ciclo? Em entrevista ao Programa "Roda Viva" da TV
Cultura de São Paulo, em outubro de 2003,haviam afirmado que "nenhum
modelo que não remunere as estatais será viável e sustentável", é "repetir
o erro
da ditadura: as estatais durante um tempo produziam aço barato para a
indústria
ganhar dinheiro".
Já no fim de 2005, publicaram na Folha de S.Paulo um artigo antecipando
o que ocorreu no outro leilão, esse da chamada energia nova. Infelizmente,
o prognóstico se verificou quando o leilão se concretizou. O novo modelo do
setor elétrico, como tinha sido concebido pelo grupo de trabalho que atuava
sempre
no Instituto de Cidadania, e era para implementar uma política pública
destinada a aumentar a oferta de energia, de modo a fazer frente ao aumento
da demanda de modo eficiente. Entretanto, dependendo do crescimento da
economia, a situação poderá se tornar crítica em cerca de dois anos. O
prazo é
curto, pois são necessários cinco anos para construir uma hidrelétrica e
três, para
uma termelétrica. Só não há uma crise em 2007 porque as chuvas foram
intensas
no início deste ano. Alguns problemas podem inviabilizar o crescimento e
ainda
conduzem à energia muito cara, que o consumidor paga.
No primeiro leilão para construção de usinas elétricas, ou seja, no leilão
de
energia nova, esperava-se que o aumento da oferta deveria dar prioridade à
energia
renovável, em especial, novas hidrelétricas mais baratas. Mas, de dezessete
hidrelétricas na primeira etapa, o governo somente conseguiu licença
ambiental
para seis, com um total de apenas cerca de 400 MW de energia firme. Como o
processo de licenciamento ambiental de uma hidrelétrica é mais complicado e
demorado (anos), mais que o de uma termelétrica (poucos meses), usinas a
óleo,
a diesel e a carvão foram habilitadas no leilão, além de gás e bagaço de
cana,
bem melhores. Foram habilitados geradores diesel, emergenciais, que, desde
o
racionamento de 2001, pagamos no seguro "apagão".
Com o objetivo de atrair capital privado, o Banco Nacional de
Desenvolvimento
Econômico e Social (BNDES) se comprometeu a financiar 80% do valor
em quatorze anos, sem exigir garantia corporativa. Mas apenas para empresas
privadas. Hoje, pelo PAC esse prazo foi ampliado para vinte anos. Como o
leilão
limitou em 116 reais o preço do MWh de novas hidrelétricas, considerado
baixo
pelos investidores privados, essas usinas tinham de ser bancadas por
estatais
com recursos próprios. Entretanto, as empresas do grupo Eletrobrás, a maior
empresa de geração e transmissão da América do Sul, ficaram em condições
desfavoráveis de receita futura para investir. Pois foram levadas a vender
a energia
chamada velha, das usinas antigas, por valores baixos.
Quanto às termelétricas, algumas poluem muito a atmosfera e geram energia
cara em razão do preço do combustível. O critério adotado no leilão foi
selecionar termelétricas com melhor índice de custo benefício, o qual leva
em
conta o custo de investimento e o custo adicional quando a usina opera,
gastando
combustível. Este último custo depende de por quanto tempo a usina será
operada ao longo de vinte anos. Isso dependerá da disponibilidade de
hidreletricidade
no sistema, pois as térmicas operam em complementação, já que não faz
sentido queimar combustíveis, fósseis e caros, se houver água para turbinar
nas
barragens. Logo, é preciso estimar o tempo de operação efetiva.
O problema é que há uma incerteza nessa estimativa. Em uma previsão
otimista, a termelétrica ficará desligada na maior parte do tempo, servindo
para
dar segurança ao sistema na eventualidade de falta de chuvas. Nesse caso,
não
importa no leilão a usina ser ineficiente e consumir muito combustível caro
ao
funcionar, o que importa mais é o custo de investimento. As térmicas
emergenciais
a óleo ou a diesel estão amortizadas. No entanto, ao gerarem energia, o
custo pode chegar a 350 reais por MWh, enquanto usinas a gás natural
eficientes
podem gerar energia elétrica a 130 reais por MWh, mas com um custo de
investimento
maior. Na previsão otimista de hidreletricidade abundante, as usinas menos
eficientes ganharam o leilão. Se, depois, a previsão otimista não
corresponder
à realidade, as termelétricas ganhadoras do leilão vão funcionar mais tempo
e os
consumidores terão de pagar uma energia muito cara.
Enfim, o Brasil, que se rejubila de ter uma matriz energética limpa, passa
da
hidreletricidade para termelétricas de baixa eficiência. E,
consecutivamente, passará
do gás natural – que mal começou a ser usado – e do bagaço de cana – que
poderia
ser mais usado, na geração elétrica para a rede – para óleo, diesel e
carvão – mais
caros e mais poluentes, contribuindo mais para o aquecimento global do
planeta,
em discussão na conferência da ONU sobre mudança climática.
A geração termelétrica e a questão do gás natural
Na virada de 2006 para 2007, cresceu a preocupação com um novo apagão.
Mas a situação atual é diferente daquela de 2001. As chuvas no fim de 2006
e início de 2007 foram favoráveis. Nos reservatórios de hidrelétricas, o
nível
médio de água está acima do que determina a curva de aversão ao risco,
definida
como limite a ser evitado. Se as chuvas diminuírem e/ou a economia crescer
e
o consumo subir, para evitar no curto prazo um alto risco de racionamento,
ligam-
se termelétricas. Mas várias não dispõem de gás. Eis a questão. Alertei
para
isso em artigos, em reunião do Conselho de Desenvolvimento Econômico e
Social, a convite do ministro Tarso Genro, e na minha intervenção em
encontro
da comunidade científica com o presidente Lula.
A existência do problema foi reconhecida quando a Agência Nacional de
Energia Elétrica (Aneel) retirou várias termelétricas do plano de operação,
por
não disporem de gás para operar segundo a Petrobras. Antes disso, quando
o Operador Nacional do Sistema mandou ligar um conjunto de termelétricas,
menos da metade operou. A resolução da Aneel revelou que o risco de déficit
de energia é bem maior do que se calculava. Houve uma polêmica com o
Ministério
de Minas e Energia e determinou-se que as termelétricas operassem por
tempo limitado em teste. O resultado do teste foi pior que o esperado.
Pediu-se
à Petrobras para remanejar o gás de outros usuários.
A Petrobras informou que: 1) não dispõe do gás para operar por prazo
maior essas termelétricas; 2) cerca de 3 GW termelétricos não estão
contratados;
3) há problemas no novo modelo em razão dos consumidores livres. Eles
compraram demasiadamente barata energia hidrelétrica que as geradoras
tinham
descontratado por força da regulamentação. Os consumidores livres, grandes
indústrias intensivas em energia, absorvem 30% da energia elétrica do país
e
estão fora do sistema atendido pelas concessionárias com tarifas altas. Se
o risco
aumenta, eles terão de pagar mais caro nos novos contratos.
Uma usina termelétrica no sistema brasileiro opera em complementação às
hidrelétricas. Não faz sentido verter água enquanto se queima gás, fóssil e
importado.
Entretanto, quando abaixa muito o nível médio dos reservatórios, devem-
se ligar as termelétricas, na falta de novas hidrelétricas. Há o problema
dos
contratos usuais, em que se paga pelo uso de gás sem interrupção. Antes
mesmo
da crise da Bolívia, a Petrobras estudava a importação de gás natural
liquefeito
por navios, que pode ser interrompida conforme a necessidade. O problema é
que leva tempo para implantar uma usina de regaseificação. Pensa-se em
adaptar
termelétricas para serem bicombustíveis, podendo usar diesel ou outros
combustíveis
no lugar de gás. Mas eles são muito mais caros.
Na implantação do novo modelo, mantiveram-se contratos privilegiados.
As termelétricas foram introduzidas sem considerar o sistema hidrelétrico
brasileiro,
e os leilões de energia levaram a termelétricas a carvão e a diesel, caras
e
poluentes, emitindo mais gases do efeito estufa.
A alta do preço internacional do petróleo repercute no gás natural e,
portanto,
na geração elétrica – embora, hoje, a participação do petróleo na economia
mundial seja menor do que nos tempos dos choques dos anos 1970. Em
âmbito mundial, essa participação nos custos dos produtos em geral é a
metade
do que era naquele tempo. Também o preço atual de US$ 50/barril é bem menor
do que o valor que atingiu no segundo choque do petróleo em 1979, em
dólares constantes corrigidos.
A geração hidrelétrica
A população da América Latina é 7% da mundial, enquanto o consumo de
energia primária da América Latina é 4,7% do consumo mundial, o que mostra
uma desigualdade. Agora, se observamos as fontes de energia primárias, a
participação
da América Latina varia:
5,8% em petróleo;
4,0% em gás natural;
0,8% em nuclear;
21,1% em hidreletricidade.
A presença da geração nuclear de eletricidade na América Latina, portanto,
é menos de 1% da geração nuclear no mundo. Fica restrita a Brasil,
Argentina e
México. Enquanto isso, a da hidreletricidade supera 20%. Brasil, Venezuela
e Peru
estão entre os dez países com maiores recursos hídricos no mundo (Quadro
1).
Como vemos no Quadro 1, o Brasil é o primeiro país do mundo em recursos
hídricos. Mas, na utilização dos recursos hídricos, o Brasil não é o
primeiro
no mundo, é o quarto (Quadro 2). É algo pouco conhecido. Temos recursos
hidrelétricos que não usamos na proporção dos países como os Estados
Unidos.
O Brasil utiliza aproximadamente 25% de seu potencial hidrelétrico; os
Estados
Unidos utilizam cerca de 80%.
A hidreletricidade depende de meteorologia. É claro que, uma vez nos
reservatórios,
a água entra no mercado. Os problemas da hidreletricidade por causa
das questões ambientais e dos movimentos contra as grandes represas levam
à tendência de abandono da hidreletricidade. É preciso que o governo
negocie
democraticamente com os movimentos ambientalistas. Em razão dos impactos
ambientais, devem-se reduzir as dimensões das áreas inundadas por futuras
barragens no Brasil, como no caso de Belo Monte cujo projeto foi revisto
pela
Eletronorte na época em que estive na Eletrobrás, reduzindo
substancialmente
a área atingida pelo reservatório (Figura 3). Embora se perca em
contrapartida
potência, esse pode ser o preço a pagar para minimizar seus impactos.
A Figura 4 mostra o projeto do Rio Madeira. Há alguns problemas técnicos,
como a grande variação da vazão em Belo Monte e Madeira, ambas sem
reservatório de regulação. Para se firmar a energia dessas usinas, podem
ser usadas
termelétricas que, nesse caso, funcionariam durante os meses de baixa
vazão.
Outro problema é o uso de turbinas de bulbo no Rio Madeira, com problema
de estabilidade elétrica, que pode ser resolvido pelo uso de corrente
contínua na
transmissão da energia a longa distância.
Os quadros 3 e 4 fazem uma comparação entre a geração hidrelétrica,
termelétrica a combustíveis fósseis e nuclear, e entre os três grandes
projetos em
discussão no governo: Belo Monte, Madeira e Angra III.
A geração nuclear de energia elétrica no Brasil
Não há um consenso no Brasil a respeito da opção nuclear, mas sim visões
diferentes. Entretanto, prevalece ainda uma influência das críticas feitas
nos
anos 1970/1980 ao programa nuclear dos governos militares, especialmente ao
Acordo Nuclear de 1975 com a Alemanha, que tinha por objetivo construir
oito
reatores de 1.300 MW cada um até 1990 e transferir a tecnologia do ciclo do
combustível. Para isso foi criada a Nuclebrás, estatal brasileira que se
associou à
Siemens alemã, formando uma série de subsidiárias no Brasil. As críticas
foram
justificadas pelos fatos. Hoje mais de trinta anos depois, apenas um reator
do
Acordo, o de Angra II, foi construído (Angra I era anterior, da
Westinghouse)
e a tecnologia de jet nozzle para enriquecimento de urânio não funcionou. A
Marinha desenvolveu depois com sucesso o enriquecimento por
ultracentrífugas
dentro do projeto de um submarino nuclear, que inclui o desenvolvimento de
um pequeno reator PWR para propulsão naval, ainda não concretizado. A
tecnologia
do enriquecimento está sendo transferido para as Indústrias Nucleares
do Brasil (INB).
Hidro Térmica Nuclear
-Investimento por kW Alto Menor Muito alto
-Custo combustível Nulo Muito alto Baixo
-Custo de O & M Baixo Alto Muito alto
-Custo da energia Baixo Alto Muito alto
-Linha de transmissão Longa Menor Menor
-Tempo de construção Grande Menor Grande
-Tempo de vida Grande Pequeno Médio
-Geração de emprego Grande Menor Médio
-Impacto ambiental Reservatório Atmosfera Radioatividade
-Efeito estufa Menor Grande Nenhum
-Importação Pequena Grande Média
-Taxa de retorno Baixa Alta Baixa
Belo Monte Madeira Angra III
-Investimento Alto Alto Alto
-Custo de energia Baixo Baixo Alto
-Linha de transmissão Longa Longa Menor
-Oposição ambiental Grande Grande Pequena
-O debate praticamente cessou nos anos 1990. Aparentemente esses anos
não foram muito ativos na área nuclear no Brasil, pois o tema saiu da
mídia. Entretanto,
isso não é bem verdade. No governo Collor, foi eliminado o projeto
secreto de um teste nuclear na base de Cachimbo, denunciado por relatório
da
Sociedade Brasileira de Física.
O Brasil ratificou o Tratado de Tlatelolco, de desnuclearização da América
Latina, implementou a Agência Brasileiro-Argentina de Contabilidade e
Controle
de Materiais Nucleares (ABACC), uma agência para inspeções mútuas de
instalações nucleares brasileiras e argentinas. O presidente Fernando
Henrique
assinou o Tratado de Não-Proliferação de Armas Nucleares (TNP) e o Brasil
integrou,
com a Suécia e outros países, a coalizão por uma nova agenda dentro do
TNP, para redução e posterior eliminação dos arsenais nucleares das
potências
militares. Infelizmente essa redução não está se dando.
A Nuclebrás e suas subsidiárias foram desfeitas, restando basicamente a
Nuclebrás Engenharia (Nuclen) e a Fábrica de Equipamentos Pesados (Nuclep)
em Itaguaí. O restante foi incorporado à INB, em especial as instalações de
fabricação
de combustível nuclear em Resende, para a qual se transfere a tecnologia
de enriquecimento de urânio desenvolvida pela Marinha. A INB e a Nuclep
pertencem ao Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT). Posteriormente, a
área
de operação da Central de Angra foi retirada dessa empresa e fundida com a
Nuclen, dando origem à Eletronuclear, pertencente à Eletrobrás. Isso foi
feito
no governo Fernando Henrique visando à privatização de Furnas, suspensa no
governo Lula.
No governo Fernando Henrique, resolveu-se retomar as obras concluindo
Angra II. O custo, inicialmente previsto de US$ 500/kW em 1975, escalou
para
mais de US$ 4.000/kW. Angra II foi o único reator do Acordo com a Alemanha
até hoje concluído. Sua obra durou mais de vinte anos. Eram previstos oito
reatores funcionando em 1990 e estimava-se nada menos do que cinqüenta em
2000, além do ciclo do combustível nuclear.
A questão da energia nuclear foi retomada pelo governo Lula com a decisão
de se fazer ou não Angra III. Esse seria o segundo reator previsto pelo
Acordo, e grande parte dos seus componentes foi importada da Alemanha e
está
estocada há décadas no Brasil. Existem cerca de 700 milhões de dólares em
equipamentos
de Angra III estocados, mas, para concluir a obra, será necessário mais
1,7 bilhão de dólares, dos quais cerca da metade seria financiada pelos
franceses,
atuais controladores da Siemens – nuclear alemã.
Do ponto de vista de custo de energia, só devemos computar para fins de
decisão esse 1,7 bilhão de dólares faltantes, pois os 700 milhões são
basicamente
irrecuperáveis, ainda que haja um valor residual dos equipamentos, parte
como
suprimento para manutenção de Angra II, parte para venda eventual. Há
poucos
anos participei, com Maurício Tolmasquim, hoje presidente da recém-criada
Empresa de Pesquisa Energética do Ministério de Minas e Energia, de um
grupo de estudo na Coordenação dos Programas de Pós-graduação de Engenharia
(Coppe) que fez a comparação de custo da energia nuclear com uma possível
hidrelétrica e com uma futura termelétrica. A energia hidrelétrica é menos
cara,
seguida da termelétrica e da nuclear. Na comparação entre as duas últimas,
há
grande sensibilidade quanto à taxa de retorno (muito alta nos
empreendimentos
termelétricos privados, mais de 15% ao ano, e, em geral, menor nos
empreendimentos
hidrelétricos e nucleares federais), bem como quanto ao preço futuro
do gás natural. Esse pode ser puxado pela alta do petróleo no mercado
mundial,
que está hoje na faixa de US$ 50/barril, após ter ultrapassado US$
70/barril em
2006. A propósito, devemos lembrar que o preço da energia de algumas usinas
termelétricas a gás contratadas pelas distribuidoras privadas, que o
repassam para
a conta de luz paga pelos consumidores, é muito maior que a tarifa da
Eletronuclear.
Permanece, entretanto, um problema financeiro crônico da Eletronuclear:
uma dívida impagável de 1 bilhão de euros e outro tanto em reais ou
dólares,
deixados à conta da Eletrobrás que veio pagando os juros. Sem solucionar
esse
problema é difícil achar uma equação financeira saudável para o
empreendimento
de Angra III, que deve, se for realizado, exigir recursos do BNDES, dos
franceses
e do capital privado de modo a minimizar recursos da Eletrobrás, pois há
outras obras de grande prioridade para a expansão e a operação de suas
empresas
– hoje responsáveis pela maior parte da geração, basicamente hidrelétrica,
desde
Itaipu até Tucuruí, e da transmissão no país. Há aí uma barreira para a
entrada
do capital privado diretamente, pois a energia nuclear é monopólio da
União,
mas poder-se-ia usar uma espécie de empresa espelho que ficaria com a
energia
de Angra III, nos moldes usados por Furnas na hidrelétrica de Serra da
Mesa.
Isso é factível, mas há capital privado para isso?
Do ponto de vista ambiental, a energia nuclear tem hoje a vantagem de
não emitir gases do efeito estufa. As termelétricas emitem muito dióxido de
carbono usando combustíveis fósseis como carvão, petróleo e gás natural. As
hidrelétricas, embora se considerassem suas emissões desprezíveis, estudos
realizados
nos reservatórios pelo meu grupo de pesquisas no Instituto Virtual
Internacional
de Mudanças Globais da Coppe-UFRJ, em cooperação com o grupo
de limnologia de São Carlos, mostraram que elas emitem metano e dióxido de
carbono, em geral muito menos de que as termelétricas.
Em uma reunião do Conselho Nacional de Meio Ambiente (Conama)
ao fim do governo Fernando Henrique, condicionei a discussão da retomada
de Angra III ao equacionamento do passivo ambiental de Angra I e II. A
troca
dos geradores de vapor de Angra I foi providenciada, enfrentando
obstáculos,
quando presidi a Eletrobrás e Zieli Dutra Thomé presidia a Eletronuclear. O
segundo passivo diz respeito ao plano de emergência externo para evacuar,
se
necessário, a população vizinha à central nuclear, em caso de acidente
grave. Julgo
esse plano insuficiente. Deveria haver maior envolvimento de meios das
Forças
Armadas. O último ponto e mais difícil é o equacionamento do destino dos
rejeitos radioativos dos reatores. Os de radioatividade baixa e média podem
ter
solução semelhante ao depósito de Abadia, próximo a Goiânia, onde se
colocou
o material contaminado pelo acidente com o césio 137. O pior são os
rejeitos
de radioatividade alta, que permanecem perigosos por milhares de anos e não
há solução consensual para eles no mundo. Em Angra estão bem armazenados
em piscinas junto aos reatores, mas essa solução é provisória, ainda que
possa
durar enquanto durem os reatores, ou seja, até vinte anos Mas é preciso
desde
já estudar o que se fará depois.
Discordo de que Angra III seja indispensável para justificar o
enriquecimento
do urânio, hoje sendo transferido para a INB. A tecnologia de
ultracentrifugação
desenvolvida pela Marinha para o projeto do submarino nuclear (movido
com propulsão nuclear) deve ser usada para Angra I E II. Quando houve
a crise do petróleo em 1973, foi suspenso o contrato de garantia de urânio
enriquecido
para Angra I, então em construção. A tecnologia de enriquecimento
do urânio comprada pelo Acordo Nuclear com a Alemanha, de jato centrífugo,
fracassou. Logo, o enriquecimento tem um caráter estratégico para a geração
elétrica na Central de Angra em caso de crise internacional.
Caso se decida não fazer Angra III, uma forma de evitar a perda da
competência
técnica da Eletronuclear seria desmembrá-la em uma empresa federal
de geração nuclear e termelétrica (juntando-a com a Companhia de Geração
Térmica de Energia Elétrica (CGTEE) , geradora a carvão da Eletrobrás) e
outra
de tecnologia de reatores, essa no âmbito do Ministério de Ciências e
Tecnologia,
juntando nela equipes formadas no projeto do submarino nuclear. Esta
última daria suporte para operar os reatores e desenvolveria o protótipo de
um
reator avançado, na direção dos intrinsecamente seguros em estudo nos
Estados
Unidos, na Europa e no Japão. O pequeno reator projetado pela Marinha
poderia
servir de ponto de partida. Como exemplo, a África do Sul desenvolveu um
conceito de um pequeno reator. Um parceiro do Brasil poderia ser a
Argentina,
que pode utilizar o combustível usado de Angra I e II, desde que
reencamisado,
em seus reatores a urânio natural.
Na campanha que elegeu Lula para a Presidência da República, Souza Barros
e eu tivemos um encontro com ele no Instituto de Cidadania para falarmos
sobre o problema das armas nucleares. Discordo de que, ao fazer o
enriquecimento
do urânio, o governo tenha em mente capacitar o país para armas nucleares,
como foi levantado em algumas publicações internacionais, quando os
Estados Unidos fizeram pressões para incluir obrigações adicionais nas
inspeções
internacionais das instalações de enriquecimento de urânio brasileiras. Não
há
mínima base para isso, pois o Brasil cumpre à risca suas obrigações no
Tratado
de Não-Proliferação de Armas Nucleares.
Perspectivas tecnológicas da geração nuclear de energia elétrica
A situação mundial pode ser sumarizada da seguinte forma. Não há novos
reatores em construção nos Estados Unidos, que, entretanto, estão
estendendo
o tempo de vida de seus reatores e manifestam a intenção de construir os
reatores
denominados avançados. Também na França, que manteve até pouco tempo
atrás um intenso programa nuclear, não há nenhum reator em construção. Na
Europa, no momento, há apenas um reator nuclear em construção, na
Finlândia.
Os países que têm hoje importantes programas de reatores em andamento são
a China, o Japão e a Coréia do Sul. A Figura 5 mostra que nos últimos anos
a
capacidade instalada de reatores nucleares não cresceu substancialmente,
embora
a derivada seja positiva. Na Figura 6 temos a geração elétrica nuclear por
países.
Os reatores nucleares comerciais no mundo usam a fissão produzida por
nêutrons muito lentos. Como o nêutron produzido pela fissão é rápido, temos
de
moderá-lo, diminuindo sua velocidade antes de atingir novo núcleo. Para
isso se
faz que ele colida com núcleos atômicos de um moderador. O moderador mais
simples é a água, porque suas moléculas (H2O) contêm hidrogênio (H). A
melhor
maneira de fazer uma partícula perder energia em um choque elástico é fazê-
la
colidir com outra de mesma massa, tal como ocorre com as bolas em um jogo
de
bilhar, em que, às vezes, uma delas perde toda sua velocidade e fica parada
após o
choque, transferindo sua energia cinética para a outra. Como a massa do
nêutron
é igual à do próton, o hidrogênio, desse ponto de vista, é o melhor
moderador,
pois seu núcleo tem apenas um próton. Mas há uma probabilidade de o nêutron
se ligar ao próton, formando um núcleo de deutério, um isótopo do
hidrogênio.
Perdem-se tantos nêutrons que, em um reator moderado com água, não
há como formar a massa crítica de urânio natural para as fissões se
sustentarem
– ou seja, a massa mínima para haver uma reação em cadeia equilibrada, na
qual
para cada nêutron que é absorvido se produz um outro nêutron. Para se
entender
isso, basta considerar que no urânio natural há dois isótopos1 de urânio:
um
(chamado U-238) com massa igual a 238 unidades de massa atômica, e outro
com 235 (U-235). A probabilidade de ocorrer a fissão no U-235 quando
atingido
por um nêutron muito lento é muito alta – por isso ele é dito ser físsil.
Mas
o porcentual de U-235 no urânio natural é apenas 0,7%, os restantes 99,3%
são
núcleos do isótopo U-238.
Para se usar a água como moderador, é preciso enriquecer o urânio,
aumentando
o porcentual de U-235 para no mínimo 3%. Essa combinação define
uma tecnologia – a dos reatores a urânio enriquecido e água (LWR = Light
Water
Reactors), que se subdividiu em duas: BWR e PWR. A tecnologia dos reatores
de água fervente (BWR = Boiling Water Reactors) foi desenvolvida pela GE.
Os
reatores de água pressurizada (PWR = Pressurized Water Reactors) dominam
hoje o mercado mundial e foram desenvolvidos pela Westinghouse (Angra I) e
adotados pela Siemens na Alemanha (Angra II) e pela Areva (antiga
Framatone)
francesa, que hoje é proprietária da Siemens-Nuclear.
A tecnologia PWR foi totalmente financiada pelo Estado norte-americano
para submarinos nucleares na década de 1950, em plena guerra fria contra os
soviéticos, e por isso teve tão grande vantagem ao ser adaptada para a
geração
elétrica. Os europeus e os canadenses no início não dispunham da tecnologia
do
enriquecimento – desenvolvida em segredo pelos norte-americanos no projeto
da bomba nuclear usada ao fim da Segunda Guerra Mundial. Por isso, optaram
pelo uso do urânio natural com outro moderador, que não absorva nêutrons.
Na
ordem de mérito vem a água pesada, em que o hidrogênio é substituído por
seu
isótopo deutério (D2O) e o carbono (C), usado sob forma de grafite. A
França e a
Inglaterra desenvolveram a tecnologia dos reatores a grafite, que foram
também
usados na ex-União Soviética – como o de Chernobil, que se acidentou
incendiando
a grafite –, enquanto a Alemanha e o Canadá optaram pela água pesada.
Depois, os três primeiros países passaram para os PWR, mas o Canadá manteve
a
tecnologia de urânio natural e água pesada (Candu), importada pela Índia e
pela
Argentina – que tem dois reatores de água pesada: um Siemens e um Candu.
Há uma outra tecnologia de reatores, que foi julgada muito promissora,
mas teve problemas – a dos reatores regeneradores, que utilizam urânio
muito
enriquecido e plutônio (isótopo Pu-239) com nêutrons rápidos, sem
moderador.
A vantagem deles é que convertem o isótopo majoritário no urânio natural,
o U-238, em Pu-239, que é físsil, como o U-235. Os núcleos de U-238
absorvem
nêutrons, produzindo o isótopo U-239 que se transforma em Pu-239,
emitindo partículas radioativas. Essa conversão ocorre em pequena
quantidade
nos reatores com moderador, mas nos regeneradores ela é tão alta que
permite
converter todo o U-238 em Pu-239.
Com a atual tecnologia, usa-se apenas uma pequena parte do urânio
encontrado
na natureza, daí o uso do reprocessamento do combustível nuclear usado,
para extrair dele o restante do urânio e o plutônio. Os reatores
regeneradores
foram desenvolvidos na França, que construiu os reatores Fênix e o Super-
Fênix,
mas não se tornaram comerciais pelo seu alto custo e por problemas
técnicos.
O principal caminho no momento para avanço da tecnologia dos reatores
é o de aumentar a segurança contra acidentes graves. O conceito mais
avançado
é o de reatores intrinsecamente seguros – ainda longe de serem
concretizados.
Os mais realistas hoje são os projetos de reatores PWR e BWR avançados,
como
o reator ABWR (Advanced Boiling Water Ractor) e o AP-1000 (Advanced Passive
Reactor) nos Estados Unidos. Na Europa, desenvolve-se o projeto EPE
(European
Pressurized Reactor). Apenas como ilustração, as figuras 7 e 8 dão uma
visão do ABWR e do AP-1000, ambos ainda em projeto.
As alternativas para geração elétrica
O governo deve dar mais atenção às fontes renováveis, entre elas a geração
hidrelétrica, embora deva reconhecer seus problemas ambientais, incluindo
emissões de gases do efeito estufa medidas pela Coppe e USP/São Carlos
(Figura 9), objeto de recente reunião em Paris. Quando presidi a
Eletrobrás,
ela assumiu o compromisso de comprar energia de usinas eólicas e de
biomassa
e de pequenas hidrelétricas do Programa de Incentivo às Fontes Alternativas
de
Energia Elétrica (Proinfa), totalizando 3,3 GW, e foram feitos
investimentos na
duplicação de Tucuruí, nas duas novas turbinas de Itaipu e na hidrelétrica
de
Peixe Angical em parceria de Furnas com a Energia de Portugal (EDP). Mas as
regras ambientais têm de ser obedecidas. Cabe ao governo convencer a
sociedade
da qualidade dos projetos.
Há um esforço da pesquisa e desenvolvimento de fontes alternativas em
curso nas universidades, centros de pesquisa, como o Centro de Pesquisas de
Energia Elétrica (Cepel) e o Centro de Pesquisas da Petrobras (Cenpes), e
empresas,
como a Companhia Energética de Minas Gerais (Cemig), a Eletronorte e
outras, abrangendo biomassa, energia solar, uso de resíduos urbanos e
agrícolas,
energia das ondas e de marés e hidrogênio. Entretanto, transparece a
necessidade
de uma ação coordenada para unir esforços em alguns casos, como o de pilha
a combustível, concentrando recursos dos Fundos Setoriais muito dispersos.
Esse ponto tem a ver também com a questão da inovação tecnológica.
Um exemplo concreto discutido no Congresso Brasileiro de Energia é
a necessidade de projetar as hélices dos geradores eólicos de acordo com a
característica dos ventos dominantes no país, constantes e de intensidade
média,
enquanto as hélices usadas hoje, incluindo as de fabricação nacional, são
projetadas
de acordo com o regime de ventos dominantes no Hemisfério Norte, mais
intensos e menos constantes. Outro exemplo é o projeto original apresentado
de
um gerador elétrico usando ondas do mar em desenvolvimento pela Engenharia
Oceânica da Coppe (Figura 10) com apoio da Eletrobrás a ser implantado para
teste no Ceará. Um terceiro caso é o projeto de uma termelétrica,
consorciando
o gás natural com a queima de lixo urbano (Figura 11) ou de biogás de
aterro
sanitário, em estudo com o apoio da Petrobras, para geração distribuída a
ser
testada no campus da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
É muito importante o Programa "Luz para todos" do governo federal,
promovendo a universalização da energia elétrica para a população,
envolvendo
os governos estaduais, as empresas do Grupo Eletrobrás e as distribuidoras
elétricas privadas e estaduais. Algumas questões foram levantadas em
Seminário
Internacional realizado no Rio em 2006 sobre "Energias alternativas para a
região
Norte".
Há dificuldades para o cumprimento da meta do "Luz para todos" na
Região Norte, atribuídas à complexidade da extensão da rede onde a
população
é muito dispersa na floresta Amazônica. Existe na Região Norte um grande
número de geradores diesel, e Manaus depende ainda do óleo combustível para
geração elétrica, enquanto se constrói o gasoduto para substituí-lo por gás
natural.
Os subsídios pagos pelos consumidores na conta de luz, por meio da Conta
de Compensação de Combustíveis (CCC), atingiram cerca de 4 bilhões de reais
em 2006. Os sistemas isolados da Região Norte constituem um laboratório
para
as energias alternativas. O Instituto Virtual da Coppe (IVIG) desenvolveu
com
apoio da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) uma planta de biodiesel
(Figura 12) que será instalada em contêiner e transferida em breve para o
Pará,
onde processará óleo de dendê produzindo biodiesel a ser usado
experimentalmente
em gerador diesel da Companhia Elétrica do Pará (Celpa).
Para finalizar, deve-se observar que sempre se considera a manutenção do
modelo de desenvolvimento intensivo em energia. Desse modo, tem sido
colocada
a necessidade de uma política energética voltada também para o lado da
demanda, visando ao aumento da eficiência dos equipamentos e à
racionalização
do seu uso, mesmo no setor residencial, sem com isso negar o direito de
grande
parte da população mais pobre aumentar seu consumo, dadas as enormes
disparidades
existentes.
Nota
1 Isótopos são núcleos atômicos com o mesmo número de prótons e diferente
número
de nêutrons. O isótopo de urânio U-238 tem 92 prótons e 238 – 92 = 146
nêutrons,
enquanto o U-235 tem 92 prótons e 235 – 92 = 143 nêutrons. Como as
propriedades
químicas dependem do número de elétrons (igual ao número de prótons), o U-
235
tem as mesmas características químicas do U-238, mas suas propriedades
nucleares
são diferentes: o U-235 tem alta probabilidade de sofrer fissão se for
atingido por um
nêutron lento.
CENTRO TERMOELÉTRICO E GÁS
Descrição
Central Termoeléctrica PE ou Usina Termoelétrica ou Usina Termelétrica PB é
uma instalação industrial usada para geração de energia
elétrica/eletricidade a partir da energia liberada em forma de calor,
normalmente por meio da combustão de algum tipo de combustível renovável ou
não renovável. Outras formas de geração de eletricidade são energia solar,
energia eólica ou hidreletrica
Funcionamento
Geralmente funciona com algum tipo de combustível fóssil como petróleo, gás
natural ou carvão que é queimado na câmara de combustão, com o ar que foi
aumentado sua pressão através de um compressor axial anteposto a camara é
interligada à turbina provinea mistura para a queima da combustão.Com
grande pressão(compressor)+ grande temperatura(camara de combustão) essa
união é 'levada' a turbina sendo transformado em potência de eixo fazendo
assim o giro da turbina"neste caso TG-Turbina a gás".Dos gases provenientes
da turbina, ou seja, os gases de exaustão são direcionados a uma caldeira
de recuperação de calor que pode ser aquatubular ou flamotubular.Em se
tratando da Aquatubular:a água passa por dentro das serpentinas "interno da
caldeira por vários estágios- Evaporador, economizador e superaquecedor
trocando calor com estes gases de exaustão criando assim uma grande massa
de vapor que então será direcionado a uma turbina à Vapor. Essa água pode
provir de um rio, lago ou mar, dependendo da localização da usina.
O vapor movimenta as pás de uma turbina e cada turbina é conectada a um
gerador de eletricidade. O vapor é resfriado em um condensador, a partir de
um circuito de água de refrigeração, e não entra em contato direto com o
vapor que será convertido outra vez em água, que volta aos tubos da
caldeira, dando início a um novo ciclo.
Essa energia é transportada por linhas de alta tensão aos centros de
consumo. Uma das vantagens desse tipo de instalação é a possibilidade de
localização próxima aos centros consumidores, diminuindo a extensão das
linhas de transmissão, minimizando as perdas de energia que podem chegar
até a 16%.
Chamam-se Termo-Elétricas por que são constituídas de 2 partes, uma térmica
onde se produz muito vapor a altíssima pressão e outra elétrica onde se
produz a eletricidade. 1 A Energia Elétrica é produzida por um Gerador. 2 O
Gerador possui um eixo que é movido por uma Turbina. 3 A Turbina é movida
por um Jato de Vapor sob forte pressão. Depois do uso, o vapor é jogado
fora na atmosfera. 4 O Vapor é produzido por uma Caldeira. 5 A Caldeira é
Aquecida com a queima de óleo combustível. A queima do óleo vai poluir o
meio ambiente.
Tipos
Há vários tipos de usinas termelétricas, sendo que os processos de produção
de energia são praticamente iguais porém com combustíveis diferentes.
Alguns exemplos são:
Usina a óleo;
Usina a gás: usa gás natural como o combustível para alimentar uma turbina
de gás. Porque os gases produzem uma alta temperatura atraves da queima, e
são usados para produzir o vapor para mover uma segundo turbina, e esta por
sua vez de vapor. Como a diferença da temperatura, que é produzida com a
combustão dos gases liberados torna-se mais elevada do que uma turbina do
gás e por vapor, portanto os rendimentos obtidos são superiores, da ordem
de 55%;
Usina a carvão; e
Usina nuclear.
Assim estas podem em algumas vezes serem menos rentáveis que as
hidrelétricas.
Custo Operacional
Quadro 5 – Exemplo de Custo Operacional de uma indústria termelétrica
Impacto Ambiental
Como vários tipos de geração de energia, a termeletricidade também causa
impactos ambientais.Contribuem para o aquecimento global através do Efeito
estufa, chuva ácida. A queima de gás natural lança na atmosfera grandes
quantidades de poluentes, além de ser um combustível fóssil que não se
recupera. O Brasil lança por ano 4,5 milhões de toneladas de carbono na
atmosfera, com o incremento na construção de usinas termelétricas esse
indicador chegará a 16 milhões.
As termoelétricas apresentam um alto custo de operação, em virtude do
dinheiro utilizado na compra de combustíveis
Capacidade Instalada
Um exemplo de termelétrica é a indústria de FURNAS que atua há mais de 50
anos nas áreas de geração, transmissão e comercialização de energia
elétrica. A Empresa garante o fornecimento de energia em uma região onde
estão situados 51% dos domicílios brasileiros e que responde por 65% do PIB
brasileiro. De toda energia consumida no Brasil, mais de 40% passam pelo
Sistema FURNAS. A participação da Empresa no suprimento é de 97% no
Distrito Federal, 92% no Rio de Janeiro; 91% em Mato Grosso; 81% no
Espírito Santo; 61% em Goiás; 58% em São Paulo; 45% em Minas Gerais e 16%
no Tocantins.
Fundada em 1957, para fazer frente ao acelerado processo de urbanização do
país na década de 50, FURNAS conta, hoje, com um complexo de onze usinas
hidrelétricas, duas termelétricas, 19.277,5 km de linhas de transmissão e
46 subestações. A capacidade instalada da Empresa é de 9.910 MW, o que
representa aproximadamente 10% da geração do país, sendo 7.971 MW
instalados em usinas próprias e 1.939 MW em parceria com a iniciativa
privada ou em Sociedade de Propósito Específico (SPE).
USINA NUCLEAR
Descrição
Central nuclear (português europeu) ou usina nuclear (português brasileiro)
é uma instalação industrial empregada para produzir electricidade a partir
de energia nuclear, que se caracteriza pelo uso de materiais radioactivos
que através de uma reação nuclear produzem calor. Este calor é empregado
por um ciclo termodinâmico convencional para mover um alternador e produzir
energia eléctrica.
As centrais nucleares apresentam um ou mais reatores, que são
compartimentos impermeáveis à radiação, em cujo interior estão colocados
barras ou outras configurações geométricas de minerais com algum elemento
radioactivo (em geral o urânio). No processo de decomposição radioactiva,
estabelece-se uma reação em cadeia que é sustentada e moderada mediante o
uso de elementos auxiliares, dependendo do tipo de tecnologia empregada.
As instalações nucleares são construções muito complexas, devido às
diversas tecnologias industriais empregadas, e ao elevado grau de segurança
que é adoptado. As reações nucleares, por suas características, são
altamente perigosas. A perda do controlo durante o processo pode elevar a
temperatura a um valor que levaria à fusão do reator, e/ou ao vazamento de
radiações nocivas para o ambiente exterior, comprometendo a saúde dos seres
vivos.
A energia nuclear além de produzir uma grande quantidade de energia
eléctrica também produz resíduos nucleares que devem ser isolados em
depósitos impermeáveis durante longo tempo. Por outro lado, os reatores das
centrais nucleares não produzem gases tóxicos, que é a característica da
combustão dos combustíveis fósseis.
A Central, situada no município de Angra dos Reis, foi assim denominada em
justa homenagem ao pesquisador pioneiro da tecnologia nuclear no Brasil e
principal articulador de uma política nacional para o setor. Embora a
construção da primeira usina tenha sido sua inspiração, o Almirante,
nascido em 1889, não chegou a ver Angra 1 gerando energia, pois faleceu em
1976. Mas sua obra persiste na competência e capacitação dos técnicos que
fazem o Brasil ter hoje usinas nucleares classificadas entre as mais
eficientes do planeta.
Custo Operacional
Quadro 6 – Custo do serviço de energia elétrica de uma usina nuclear (em
milhares de reais).
Impactos Ambientais
As usinas nucleares (que nada mais são do que termelétricas, só que em vez
de gás, quem produz calor é a fissão nuclear) de Angra dos Reis captam água
do mar e nele a despejam. A usina Angra II devolve a água do mar 60 C mais
quente do que a temperatura ambiente.
Mas o impacto ambiental das usinas nucleares não se limita à água quente. A
fissão do urânio, usada para produzir o calor que movimenta as pás do
dínamo, deixa sub-produtos complicados de se manejar: rejeitos radioativos
como o plutônio, um elemento químico extremamente perigoso para a saúde
humana, que tem que ser manipulado com extremo cuidado e conhecimento. Em
Angra dos Reis, nas instalações da Eletronuclear, os rejeitos são
classificados em dois tipos: o primeiro, mais radioativo, é o material
combustível que é introduzido no reator. São pastilhas de dióxido de urânio
(U3O8) usadas na reação de fissão. Este rejeito é o mais perigoso. Depois
de usadas, as pastilhas combustíveis são mantidas em uma piscina dentro do
prédio do reator, em latões especiais de chumbo. A água da piscina - de um
tipo especial, conhecida como água pesada - absorve a radioatividade que
porventura escape do chumbo. A água pesada é um tipo de água em que alguns
átomos de hidrogênio possuem, em seu núcleo, um próton e um nêutron. É
indicada para proteger materiais radioativos.
O segundo tipo de material radioativo são os uniformes, luvas e capacetes
usados pelos funcionários da usina dentro do prédio do reator. Estes
materiais possuem baixa radioatividade, e são mantidos dentro de uma sala
especial. São reutilizados depois de alguns anos, por terem perdido a
radioatividade.
Capacidade Instalada
Atualmente estão em operação as usinas Angra 1, com capacidade para geração
de 657 megawatts elétricos, e Angra 2, de 1350 megawatts elétricos. Angra
3, que será praticamente uma réplica de Angra 2 (incorporando os avanços
tecnológicos ocorridos desde a construção desta usina), também está
prevista para gerar 1350 megawatts.
ANGRA 1
A primeira usina nuclear brasileira opera com um reator do tipo PWR (água
pressurizada), que é o mais utilizado no mundo. Desde 1985, quando entrou
em operação comercial, Angra 1 gera energia suficiente para suprir uma
capital como Vitória ou Florianópolis, com 1 milhão de habitantes.
Esta primeira usina nuclear foi adquirida sob a forma de "turn key", como
um pacote fechado, que não previa transferência de tecnologia por parte dos
fornecedores.
No entanto, a experiência acumulada pela Eletronuclear em todos esses anos
de operação comercial, com indicadores de eficiência que superam o de
muitas usinas similares, permite que a empresa tenha, hoje, a capacidade de
realizar um programa contínuo de melhoria tecnológica e incorporar os mais
recentes avanços da indústria nuclear. Como, por exemplo, realizar a troca
de dois dos principais equipamentos de Angra 1, os geradores de vapor. Com
esses novos equipamentos, a vida útil de Angra 1 se prolongará e a usina
estará apta a gerar mais energia para o Brasil.
ANGRA 2
Fruto de um acordo nuclear Brasil-Alemanha, a construção e a operação de
Angra 2 ocorreram conjuntamente à transferência de tecnologia para o país,
o que levou também o Brasil a um desenvolvimento tecnológico próprio, do
qual resultou o domínio sobre praticamente todas as etapas de fabricação do
combustível nuclear.Desse modo, a Eletronuclear e a indústria nuclear
nacional reúnem, hoje, profissionais qualificados e sintonizados com o
estado da arte do setor.
Angra 2 opera com um reator tipo PWR (Pressurizer Water Reactor, i.e.,
reator à água pressurizada) e sua potência nominal é de 1350 MW.
Angra 2, sozinha, poderia atender ao consumo de uma região metropolitana do
tamanho de Curitiba, com dois milhões de habitantes. Como tem o maior
gerador elétrico do hemisfério Sul, Angra 2 contribui decisivamente com sua
energia para que os reservatórios de água que abastecem as hidrelétricas
sejam mantidos em níveis que não comprometam o fornecimento de eletricidade
da região economicamente mais importante do país, o Sudeste.
USINA HIDRELÉTRICA
Descrição
Uma usina hidrelétrica (português brasileiro) ou central hidroeléctrica
(português europeu) é um complexo arquitetônico, um conjunto de obras e de
equipamentos, que tem por finalidade produzir energia elétrica através do
aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.
Dentre os países que usam essa forma de se obter energia, o Brasil se
encontra apenas atrás do Canadá e dos Estados Unidos, sendo, portanto, o
terceiro maior do mundo em potencial hidrelétrico.
As centrais hidrelétricas geram, como todo empreendimento energético,
alguns tipos de impactos ambientais como o alagamento das áreas vizinhas,
aumento no nível dos rios, em algumas vezes pode mudar o curso do rio
represado, podendo, ou não, prejudicar a fauna e a flora da região.
Todavia, é ainda um tipo de energia mais barata do que outras como a
energia nuclear e menos agressiva ambientalmente do que a do petróleo ou a
do carvão, por exemplo. A viabilidade técnica de cada caso deve ser
analisada individualmente por especialistas em engenharia ambiental e
especialista em engenharia hidráulica, que geralmente para seus estudos e
projetos utilizam modelos matemáticos, modelos físicos e modelos
geográficos.
O cálculo da potência instalada de uma usina é efetuado através de estudos
de energéticos que são realizados por engenheiros mecânicos, eletricistas e
civis. A energia hidráulica é convertida em energia mecânica por meio de
uma turbina hidráulica, que por sua vez é convertida em energia elétrica
por meio de um gerador, sendo a energia elétrica transmitida para uma ou
mais linhas de transmissão que é interligada à rede de distribuição.
Um sistema elétrico de energia é constituído por uma rede interligada por
linhas de transmissão (transporte). Nessa rede estão ligadas as cargas
(pontos de consumo de energia) e os geradores (pontos de produção de
energia). Uma central hidrelétrica é uma instalação ligada à rede de
transporte que injeta uma porção da energia solicitada pelas cargas.
Custo Operacional
Quadro 7 – Custo Operacional de uma usina hidrelétrica.
Impactos Ambientais
Principais impactos ambientais negativos de usinas hidrelétricas:
-Inundam áreas extensas de produção de alimentos e florestas;
-Alteram fortemente o ambiente e com isso prejudicam muitas espécies de
seres vivos, exemplo: interferem na migração e reprodução de peixes;
-Alteram o funcionamento dos Rios;
-Geram resíduos nas atividades de manutenção de seus equipamentos.
Capacidade Instalada
Um exemplo de hidrelétrica é a usina hidrelétrica de Tucuruí, que por
exemplo, constitui-se de uma das maiores obras da engenharia mundial e é a
maior usina 100% brasileira em potência instalada com seus 8.000 MW, já que
a Usina de Itaipu é binacional.
O vertedor de Tucuruí é o maior do mundo com sua vazão de projeto calculada
para a enchente decamilenar de 110.000 m³/s, pode, no limite dar passagem à
vazão de até 120.000 m³/s. Esta vazão só será igualada pelo vertedor da
Usina de Três Gargantas na China. Tanto o projeto civil como a construção
de Tucuruí e da Usina de Itaipu foram totalmente realizados por firmas
brasileiras, entretanto, devido às maiores complexidades o projeto e
fabricação dos equipamentos eletromecânicos, responsáveis pela geração de
energia, foram realizados por empresas multinacionais.
MATERIAL E MÉTODO
Para elaboração deste presente artigo foram utilizados métodos de
abordagem, entrevistas com especialistas da área de energia, técnicas de
pesquisa por busca com palavras chave e consultas em sites de empresas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foi obtido um artigo com assuntos descrevendo as principais características
de usinas termelétricas, nucleares e hidrelétricas focando servir de
auxilio à apresentação do funcionamento desses tipos de indústrias, a
iniciantes na área de energia.
CONCLUSÃO
Com as informações presente no artigo podemos concluir que quanto às
termelétricas, algumas poluem muito a atmosfera e geram energia cara em
razão do preço do combustível, foram introduzidas sem considerar o sistema
hidrelétrico brasileiro, e os leilões de energia levaram a termelétricas a
carvão e a diesel, caras e poluentes, emitindo mais gases do efeito
estufa.Em termos de nuclear, hoje mais de trinta anos depois, apenas um
reator do Acordo, o de Angra II, foi construído (Angra I era anterior, da
Westinghouse) e a tecnologia de jet nozzle para enriquecimento de urânio
não funcionou, a tecnologia de enriquecimento do urânio comprada pelo
Acordo Nuclear com a Alemanha, de jato centrífugo, fracassou, e o pior de
tudo são os rejeitos de radioatividade alta, que permanecem perigosos por
milhares de anos e não há solução consensual para eles no mundo.
Para finalizar, deve-se observar que sempre se considera a manutenção do
modelo de desenvolvimento intensivo em energia.Desse modo, tem sido
colocada a necessidade de uma política energética voltada também para o
lado da demanda, visando ao aumento da eficiência dos equipamentos e à
racionalização do seu uso, mesmo no setor residencial, sem com isso negar o
direito de grande parte da população mais pobre aumentar seu consumo, dadas
as enormes disparidades existentes.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ROSA, Luiz Pingueli.Geração hidrelétrica, termelétrica e nuclear.
www.furnas.com.br
www.eletronuclear.gov.br
http://pt.wikipedia.org