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ALFONSO CELSO ARRUDA BIANCHINI LÜCKEMEYER
ANÁLISE DA MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA SOB AVISÃO
SISTÊMICA: PROGRAMAS ENERGÉTICOS GOVERNAMENTAIS E A
REDUÇÃO DE GASES DE EFEITO ESTUFA
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Tecnologia da Universidade
Tecnológica Federal do Paraná, como requisito
parcial para obtenção do grau de “Mestre em
Tecnologia” – Área de concentração: Tecnologia e
Desenvolvimento.
Orientador: Prof. Dr. Eloy Fassi Casagrande
Júnior
Co-orientadora: Profª. Dra. Maclovia Corrêa da
Silva
Curitiba
2010
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AGRADECIMENTOS
No momento da conclusão desse curso de mestrado não poderia deixar de agradecer a
todas as pessoas, sem a ajuda e apoio das quais a realização dessa pesquisa não seria possível.
Ao meu orientador Prof. Dr. Eloy Fassi Casagrande Júnior agradeço pelas valiosas
orientações, ensinamentos e diálogos enriquecedores, os quais tornaram possível iniciar,
desenvolver e concluir esse trabalho.
A Prof. Dra. Maclovia Corrêa da Silva, pela co-orientação e ensinamentos que muito
contribuíram para o aperfeiçoamento e a conclusão dessa dissertação.
Aos professores que participaram da Banca de Defesa, Prof. Dr. Aloísio Leoni Schmid
e Prof. Dra. Maria de Fátima Ribeiro Raia pelas sugestões e considerações que colaboraram
para o aprimoramento desse trabalho.
A coordenação do PPGTE, na pessoa dos professores Dr. Gilson Leandro Queluz, Dra.
Luciana Martha Silveira, Dra Marília Gomes de Carvalho e Dr. Domingos Leite Lima Filho.
A todos os demais professores do PPGTE, em especial ao Prof. Dr. Décio Estevão do
Nascimento pelos ensinamentos durante o período de curso.
Aos colegas de mestrado e aos funcionários, em particular a secretária do curso de
pós-graduação Lindamir Salete Casagrande, ao seu sucessor Marco Túlio Braga de Moraes e
ao estagiário Lucas Bueno de Freitas.
Ao professor Msc. Lino Trevisan pelas orientações e conselhos para a vida acadêmica.
Ao professor Esp. José Ernani Bender pelas primeiras orientações científicas e por
inspirar minha jornada como professor.
A Ana Clarissa Stefanello por seu apoio, compreensão e dedicação durante todo o
período que decorreu essa dissertação.
Aos meus pais Evalino Lückemeyer (in memorian) e Lourdes Aparecida Bianchini
Lückemeyer e aos demais familiares pelos conselhos, pela paciência e amor com que me
trataram durante toda minha vida e, em especial ao longo de minha vida universitária.
A todos aqueles que não estão aqui mencionados, mas que de uma forma ou de outra,
participaram da construção desse trabalho, meu sincero agradecimento.
“...há um Deus, embora não seja o Deus
humano e simples, concebido pelo perdoável
antropomorfismo do espírito adolescente...
Pode-se conceber a matéria sem princípio; a
matéria pode ser eterna... mas quando e como
principiou este vasto processo de
movimentação e formação, que afinal encheu o
universo de uma infinidade de formas?
O movimento teve sem dúvida uma origem... e
se não quisermos, mergulhando no passado,
retroceder infinitamente, fazendo, passo a
passo, recuar sem fim o nosso problema,
devemos admitir um primeiro motor móvel
(primum móbile immotum), um ser incorpóreo,
indivisível, sem tamanho... imutável, infinito,
perfeito e eterno... Ele é causa final da
natureza, o impulso e a finalidade das coisas, a
forma do mundo, o princípio da vida, o total de
seus processos e de poderes vitais, o escopo
inerente de seu desenvolvimento, a estimulante
enteléquia do todo. Deus é pura energia; é o
escolástico Actus Purus – a atividade de per se;
e porventura a “Energia” mística da física e da
filosofia moderna...”
Aristóteles
RESUMO
LÜCKEMEYER, Alfonso. Análise da matriz energética sob a visão sistêmica: programas
energéticos governamentais e a redução de gases de efeito estufa. 2010. 170 f. Dissertação
(Mestrado em Tecnologia) – Programa de Pós-Graduação em Tecnologia da Universidade
Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2010.
Essa dissertação propôs como tema de estudo um panorama das energias renováveis e menos
poluentes no Brasil, com enfoque para as mudanças climáticas globais, mais especificamente
a emissão de gases de efeito estufa. O objetivo da pesquisa foi analisar a matriz energética
brasileira no que se refere à relação entre a oferta de energia renovável, regulamentada pelas
políticas e programas governamentais e a emissão de gases de efeito estufa. Esta análise foi
realizada por meio de uma contextualização da matriz energética brasileira no panorama
mundial, da relação entre os usos de energias com as mudanças climáticas globais e do estudo
dos programas energéticos brasileiros e sua contribuição para minimizar a emissão de
poluentes atmosféricos. Para o desenvolvimento deste estudo foi realizado um levantamento
histórico, por meio de revisão bibliográfica, do uso da energia e de programas energéticos
governamentais, da oferta de energia e emissões de CO
2
e cenários para o ano de 2030, dos
acordos internacionais e mecanismos para a mitigação de mudanças climáticas, dos setores da
sociedade brasileira que mais consomem energia e quais as fontes utilizadas por esses setores,
das tecnologias de energias renováveis disponíveis e os danos climáticos por elas causados
nos processos energéticos. A ótica epistemológica sistêmica fundamentou essa dissertação,
cujo método mostrou-se adequado ao encaminhamento da questão energética para o jogo de
harmonização entre recursos naturais, consumo e danos climáticos, com base na visão de uma
ecossocioeconomia. Como principais resultados verificou-se que é possível aumentar a
participação de energias renováveis e menos poluentes tais como eólica, solar, PCH e
biomassa na matriz energética brasileira e promover a eficiência energética de forma a
aumentar a oferta de energia, diminuindo a necessidade da utilização de recursos energéticos
naturais e os impactos ambientais decorrentes. Constatou-se que as políticas e programas
energéticos governamentais contribuem para o incentivo do uso de energias renováveis e para
a melhoria dos índices de poluentes atmosféricos. Concluiu-se que para mitigar a emissão de
gases de efeito estufa a partir dos processos energéticos e simultaneamente garantir a
continuidade do desenvolvimento econômico faz-se necessário um conjunto de medidas que
inclua: a substituição gradativa de fontes fósseis na matriz energética por fontes renováveis,
associada à eficiência energética e a programas governamentais integrados e viáveis em
termos políticos, econômicos, tecnológicos e sócio-ambientais. Observou-se que há um jogo
de forças envolvendo energia entre as necessidades sócio-ambientais e de desenvolvimento
econômico e, portanto, no momento presente e para um futuro próximo não há como descartar
a total utilização de energias não renováveis (termelétricas a combustíveis fósseis e a energia
nuclear e combustíveis fósseis para o setor de transportes), tendo em vista a necessidade de se
atender à questão da segurança energética.
Palavras-chave: matriz energética, energias renováveis, eficiência energética, mitigação de
gases de efeito estufa, políticas governamentais.
ABSTRACT
LÜCKEMEYER, Alfonso. Analysis of the energy matrix in the systemic view: governmental
energy programs and the reduction of greenhouse gases. 2010. 170 f. Thesis (Masters of
Technology) – Postgraduate Program in Technology from Federal Technological University
of Paraná. Curitiba, 2010.
This thesis proposed as subject of study an overview of renewable and less pollutant energy in
Brazil, focusing on global climate change, specifically the emission of greenhouse gases. The
objective of the research is to analyze the Brazilian energy matrix with respect to the relation
between the supply of renewable energy, regulated by governmental policies and programs,
and the issue of greenhouse gases. This analysis is made through a contextualization of the
Brazilian energy matrix in the world scene, of the relation between the uses of energy and
global climate change, and of the analysis of energy programs in Brazil and their contribution
to minimize the emission of air pollutants. For this study, a historical survey was conducted,
by means of literature review, on the use of energy and governmental energy programs,
energy supply, CO
2
emissions and scenarios for the year 2030, international agreements and
mechanisms for climate change mitigation, sectors of Brazilian society that consume more
energy and what are the sources they use, renewable energy technologies available and the
climate damage caused by them in energy processes. The systemic epistemological view has
based this thesis, since this method was suitable for the managing of the energy issue for the
game of harmonization among natural resources, consumption and climate damage, based on
the view of an ecossocioeconomia. The main results showed that it is possible to increase the
share of less pollutant and renewable energy such as wind, solar, small hydropower plants and
biomass in the Brazilian energy matrix and promote energy efficiency in order to increase the
supply of energy, reducing the need of using natural energy resources and the consequent
environmental impact. It was noted that governmental energy policies and programs
contribute to encourage the use of renewable energy and to improve levels of air pollutants. It
was concluded that, in order to reduce the emission of greenhouse gases from energy
processes while guaranteeing the continuity of economic development, a set of measures is
necessary, including: gradual replacement of fossil fuels in energy matrix by renewable
sources, in association with energy efficiency, and integrated and viable governmental
programs in political, economic, technological and socio-environmental terms. It was
observed that there is an interplay of forces involving energy between socio-environmental
and economic development and, therefore, at present and near future there is no way to rule
out the use of totally non-renewable energy (thermoelectric power plants run by fossil fuels
and nuclear energy, and fossil fuels for the transportation sector), considering the need to
address the issue of energy safety.
Key-words: energy matrix, renewable energy, energy efficiency, reduction of greenhouse
gases, governmental policies.
LISTA DE FIGURAS E TABELAS
Figura 1 – Diagrama de inter-relações entre demanda, oferta e meio ambiente.....................................................26
Figura 2 – Estrutura dos fluxos de energia no balanço energético nacional...........................................................38
Figura 3 – Estrutura do consumo de energia por setor – Brasil 2008.....................................................................40
Figura 4 – Planejamento da matriz energética brasileira para 2030........................................................................47
Figura 5 – Fluxograma das aplicações da energia solar........................................................................................103
Tabela 1 – Comparação das emissões de GEE entre hidrelétricas e termelétricas equivalentes............................88
Tabela 2 – Agroindústria brasileira de cana de açúcar e diminuição de CO
2
.......................................................133
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Formas de energia.................................................................................................................................32
Quadro 2 – Impactos ambientais causados pelo uso da energia..............................................................................71
Quadro 3 – Projeção da variação da temperatura e umidade para o Brasil até 2100.............................................74
Quadro 4 – Fontes de poluição e seus poluentes.....................................................................................................79
Quadro 5 – Caracterização dos reservatórios e média dos resultados das medições de GEE.................................87
Quadro 6 – Emissões de CO
2
para diversas tecnologias de geração de energia elétrica......................................101
Quadro 7 – Entraves à tecnologia de aquecedores solares....................................................................................109
Quadro 8 – Classificação das PCHs......................................................................................................................115
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – OIE – Consumo final e perdas – Brasil 1970 a 2008.......................................................................... 42
Gráfico 2 – OIE – Participação das fontes renováveis – Brasil, países OECD e mundo 2006 e 2007.................. 44
Gráfico 3 – OIE – Participação das fontes – Brasil 2008....................................................................................... 45
Gráfico 4 – OIE – Evolução da participação proporcional das fontes – Brasil – 1960 a 2008...............................46
Gráfico 5 – Emissões de dióxido de carbono – evolução e cenários mundiais 1971 a 2030................................. 66
Gráfico 6 – Emissões de CO
2
– regiões selecionadas 2006................................................................................... 67
Gráfico 7 – Evolução das emissões mundiais de CO
2
por combustível 1971 a 2007............................................ 67
Gráfico 8 – Participação por combustível nas emissões mundiais de CO
2
1971 e 2006....................................... 68
Gráfico 9 – Evolução das emissões mundiais de CO
2
por região 1971 a 2007..................................................... 69
Gráfico 10 – Participação por região nas emissões mundiais de CO
2
1973 e 2006.............................................. 69
LISTA DE UNIDADES E CONVERSÕES
Tep
Tonelada Equivalente de Petróleo
1 kW
Mtep
(milhões) Ton. Equiv. de Petróleo
1 MW
Bep
Barris equivalentes de petróleo
1 GW
Ppm
Partículas por milhão
1 MWh
Ppb
Partículas por bilhão
1 Mt CO
2
kWth
kilowatt hora térmico
1 ha
GWth
gigawatt hora térmico
1 t
Nm
Nano metro = 10
-5
metro
(k) quilo
1 kWh
= 10
3
watts hora
(M) mega
1 MWh
= 10
3
kWh
(G) giga
1 TWh
= 10
9
kWh
(T) tera
1 barril de petróleo = 159 litros = 132 kg = 0,132 tep = 0,159 m
3
LISTA DE SIGLAS E ACRÔNIMOS
ABRAVA
Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento
ACEE
Administrador de Contratos de Energia Elétrica
ANA
Agencia Nacional de Águas
ANEEL
Agência Nacional de Energia Elétrica
AFC
Alkaline Fuel Cell
AIC
Atividades Implementadas Conjuntamente
AIE ou IEA
Agência Internacional de Energia ou International Energy Agency
ANP
Agência Nacional do Petróleo
AWS
Archimedes Wave Swing
BEM
Biomassa – Energia – Materiais
BEM
Balanço Energético Nacional
BIG-GT
Biomass Integrated – Gas Turbine
BIRD
Banco Internacional para Reconstrução e Desenvolvimento
BM&F
Bolsa de Mercadorias e Futuros
BNDS
Banco Nacional do Desenvolvimento
CDE
Conta de Desenvolvimento Energético
CELESC
Centrais Elétricas de Santa Catarina S.A.
CELPA
Centrais Elétricas do Pará S.A.
CEMIG
Companhia Energética de Minas Gerais
CENDS
Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável
CEPEL
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica
CETESB
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
CHESF
Companhia Hidrelétrica do São Francisco
CIMGC
Comissão Interministerial de Mudança Global do Clima
COELBA
Companhia de Eletricidade da Bahia
COELCE
Companhia Energética do Ceará
CONAMA
Conselho Nacional do Meio Ambiente
CONPET
Programa Nacional da Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do Gás Natural
COP ou MOP
Conferência das Partes ou Meeting of Parties
COPASA
Companhia de Saneamento de Minas Gerais
COPEL
Companhia Paranaense de Energia
COPENE
Companhia Petroquímica do Nordeste S.A
CPTEC
Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos
CQNUMC
Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças do Clima
CTA
Centro Técnico Aeroespacial
DNAEE
Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica
DRANCO
Dry Anaerobic Composting
EIA – RIMA
Estudo de Impacto Ambiental – Relatório de Impacto Ambiental
ELETROBRÁS
Centrais Elétricas do Brasil S / A
EMBRAPA
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
EPC
Engineering, Procurement and Construction
EPE
Empresa de Pesquisa Energética
FBDS
Fundação Brasileira de Desenvolvimento Sustentável
FBMC
Fórum Brasileiro de Mudanças do Clima
FGD
Flue Gas Desulphurization
FIRJAN
Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro
FNDCT
Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
GDL
Gás do Lixo
GEE ou GHG
Gases de Efeito Estufa ou Greenhouse Gases
GEF
Global Environment Facility
GLP / GNV
Gás Liquefeito de Petróleo / Gás Natural Veicular
GTZ
Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit
IBAMA
Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis
INPE
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
IPCC
International Panel of Climate Change
IPT- USP
Instituto de Pesquisas Tecnológicas – Universidade de São Paulo
LULUCF
Land Use, Land Use Change Forests
MAE
Mercado Atacadista de Eletricidade
MBRE
Mercado Brasileiro de Redução de Emissões
MCF
Molten Carbonate Fuel Cell
MCI
Motores de Combustão Interna
MDIC
Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comercio Exterior
MDL ou MCL
Mecanismos de Desenvolvimento Limpo ou Clean Development Mechanism
MME
Ministério de Minas e Energia
OECD
Organisation for Economic Co-operation and Development
OCDE
Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico
OIE
Oferta Interna de Energia
OMM
Organização Meteorológica Mundial
ONS
Operador Nacional do Sistema
OPEP
Organização dos Países Exportadores de Petróleo
OTEC
Ocean Thermal Energy Conversion
PAFC
Phosphoric Acid Fuel Cell
PAG ou GWP
Potencial de Aquecimento Global ou Global Warming Potential
PFPE
Projetos Florestais de Pequena Escala
PNB
Programa Nuclear Brasileiro
PNE
Plano Nacional de Expansão
PNPB
Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel
PNPCH
Programa Nacional de Pequenas Centrais Hidrelétricas
PNMC
Política Nacional sobre Mudança do Clima
PWR
Pressurized Water Reactor
PROÁLCOOL
Programa Nacional do Álcool
PROCEL
Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
PROCONVE
Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos Automotores
PRODEEM
Programa de Desenvolvimento Energético dos Estados e Municípios
PROINFA
Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica
PROMOT
Programa de Controle da Poluição do Ar por Motociclos e Veículos Similares
RCE
Reduções Certificadas de Emissões
SEGS
Solar Eletric Generating System
SOFC
Solid Oxide Fuel Cell
SPFC
Solid Polymer Fuel Cell
UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais
UFPB
Universidade Federal da Paraíba
UFRGS
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
UNEP
United Nations Environment Programme
UNFCCC
United Nations Framework Convention on Climate Change
UNICAMP
Universidade Estadual de Campinas
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..............................................................................................................................................13
1.1 JUSTIFICATIVA DE PESQUISA E CONTEXTUALIZAÇÃO NO PROGRAMA.................................15
1.2 OBJETIVOS DE PESQUISA......................................................................................................................16
1.2.1 Objetivo geral...........................................................................................................................................16
1.2.2 Objetivos específicos................................................................................................................................16
1.3 HIPÓTESE DE PESQUISA........................................................................................................................17
1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO..........................................................................................................18
2 TEORIA GERAL DE SISTEMAS PARA A SUSTENTABILIDADE DO PLANETA.........................20
2.1 O MODELO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL RUMO A UMA
ECOSSOCIOECONOMIA................................................................................................................................23
2.1.1 A harmonização entre crescimento, energia e meio ambiente.................................................................25
3 A MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA NO CONTEXTO ENERGÉTICO MUNDIAL E
AS POLÍTICAS ENERGÉTICAS BRASILEIRAS....................................................................................30
3.1 CONCEITO E FORMAS DE ENERGIA...................................................................................................30
3.2 USO E CONSUMO DA ENERGIA: TRAÇADOS HISTÓRICOS...........................................................32
3.3 BALANÇO ENERGÉTICO BRASILEIRO...............................................................................................36
3.3.1 Conceitos fundamentais do balanço energético brasileiro........................................................................36
3.3.2 Síntese do Balanço Energético Brasileiro.................................................................................................39
3.4 MATRIZ ENERGÉTICA............................................................................................................................42
3.4.1 Matriz energética brasileira......................................................................................................................43
3.5 POLÍTICA ENERGÉTICA NO BRASIL DESDE 1970 E SEUS EFEITOS SOBRE O BALANÇO
E A MATRIZ ENERGÉTICA...........................................................................................................................48
3.5.1 Crises mundiais do petróleo e o Proálcool...............................................................................................48
3.5.2 Programas de conservação de combustíveis.............................................................................................50
3.5.3 Mudanças institucionais no setor elétrico brasileiro.................................................................................52
3.5.4 Programas para a eficiência energética.....................................................................................................55
4 CENÁRIOS DO SETOR ENERGÉTICO E EMISSÕES DE GASES NA ATMOSFERA:
MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS......................................................................................................58
4.1 CONFERÊNCIAS DAS PARTES PARA MITIGAÇÃO DE GEEs..........................................................60
4.2 EMISSÕES DE GEEs DECORRENTES DO USO DA ENERGIA...........................................................64
4.3 DANOS AMBIENTAIS CLIMÁTICOS DECORRENTES DO USO DA ENERGIA..............................71
4.3.1 Efeito estufa e aquecimento global...........................................................................................................74
4.3.2 Chuva ácida..............................................................................................................................................76
4.3.3 Poluição atmosférica em ambientes urbanos............................................................................................79
4.3.4 Transformação e uso de energéticos e danos climáticos..........................................................................80
4.3.5 Impactos ambientais e emissões de GEE da hidreletricidade...................................................................84
4.4 POLÍTICAS BRASILEIRAS DE CONTROLE DE EMISSÃO.................................................................89
4.4.1 Política brasileira de controle de poluição do ar.......................................................................................89
4.4.2 Política brasileira de redução de gases de efeito estufa............................................................................91
5 ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS, A EMERGÊNCIA DA SUSTENTABILIDADE
CLIMÁTICA: POSSIBILIDADES BRASILEIRAS.................................................................................. 94
5.1 ENERGIA EÓLICA....................................................................................................................................98
5.1.1 Energia eólica e clima.............................................................................................................................101
5.2 ENERGIA SOLAR....................................................................................................................................102
5.2.1 Aquecimento solar de água.....................................................................................................................104
5.2.2 Energia solar fotovoltaica.......................................................................................................................109
5.2.3 Energia heliotérmica...............................................................................................................................112
5.2.4 Energia solar e clima..............................................................................................................................113
5.3 PEQUENA CENTRAL HIDRELÉTRICA (PCH)....................................................................................114
5.3.1 Repotenciação, impactos ambientais e climáticos da PCH....................................................................118
5.4 ENERGIA DAS ONDAS..........................................................................................................................120
5.4.1 Energia das ondas, impactos e barreiras à tecnologia.............................................................................121
5.5 ENERGIA DO HIDROGÊNIO.................................................................................................................122
5.5.1 Benefícios e impactos ambientais da energia do hidrogênio..................................................................125
5.6 ENERGIA DA BIOMASSA.....................................................................................................................127
5.6.1 Tecnologias utilizadas na geração de eletricidade a partir da biomassa.................................................130
5.6.2 Energia da cana de açúcar e da madeira e clima....................................................................................132
5.6.3 Energia de resíduos sólidos urbanos e clima..........................................................................................135
5.6.4 Energia de óleos vegetais e clima...........................................................................................................137
5.7 CENTRAIS TERMELÉTRICAS..............................................................................................................141
5.7.1 Geração termelétrica e clima..................................................................................................................143
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS.....................................................................................................................146
6.1 INICIATIVAS E POSSIBILIDADES BRASILEIRAS PARA MITIGAR GEEs DOS
PROCESSOS ENERGÉTICOS.......................................................................................................................147
6.1.1 Sugestões................................................................................................................................................154
REFERÊNCIAS.............................................................................................................................................160
APÊNDICE A – Histórico das conferências das partes.............................................................................167
ANEXO A – Balanço energético nacional consolidado – ano base 2008..................................................169
13
1 INTRODUÇÃO
Para garantir o suprimento de suas necessidades energéticas, notadamente a partir da
Revolução Industrial Inglesa, a humanidade optou por fontes de energia, cuja extração,
distribuição e controle levaram a conflitos armados e provocaram grandes danos ambientais e
sociais. Essa opção tem sua origem na necessidade de se produzir energia para a sustentação
de um sistema de produção de bens de consumo que se fundamenta na exploração intensiva
de recursos energéticos. Este cenário de consumo, estabelecido em nível mundial, deve-se à
adoção do atual modelo de desenvolvimento, o qual tem no lucro a sua principal finalidade.
Assim, desde o século XVIII, com a presença de máquinas em fábricas, e de
locomotivas em trilhos utilizou-se o recurso energético carvão o qual impulsionou novas
técnicas e tecnologias para conversão energética. A substituição do carvão pelo petróleo e o
gás natural, e a utilização de energias produzidas por hidrelétricas propiciou a criação de
outras indústrias, as quais passaram a produzir e fornecer energia. Máquinas geradoras,
turbinas e sistemas de transmissão transformaram as residências e as indústrias com a
introdução de equipamentos de iluminação, força motriz, e climatização. Esse conjunto de
tecnologias baseadas na conversão energética alterou, de forma significativa, o consumo de
energia, os processos de formação socioespacial e econômica das sociedades, influenciando as
técnicas de urbanização e industrialização, bem como as relações de trabalho, no âmbito
internacional (GALVÃO; GRIMONI; UDAETA, 2004).
No Brasil, com a industrialização ocorrida principalmente a partir da metade do
século XX e o aumento populacional, houve um crescimento da demanda por bens de
consumo que passaram a ser produzidos em escala industrial, sobretudo para atender às
necessidades de alimentação, moradia da população e de infraestrutura para o país, com
ênfase nas necessidades energéticas dos parques industriais que estavam sendo construídos.
Para tanto, recursos energéticos como a madeira, o carvão mineral e o petróleo foram
utilizados massivamente, o que causou o agravamento de impactos ambientais negativos. A
exploração predatória desses recursos deve-se à falta de um planejamento adequado e
consciente que contemple de forma integrada no seu quadro de ações interesses econômicos,
sociais e ambientais. A busca por um modelo de desenvolvimento sustentável, após 500 anos
de exploração da natureza, é a tônica de um importante movimento em busca da gestão
ambiental.
14
Na mesma direção, Sauer, em prefácio à obra de Galvão, Grimoni e Udaeta (2004)
afirma que a problemática envolvendo energia, meio ambiente e desenvolvimento sustentável
(DS) conduz a uma reflexão realista dos sistemas energéticos. Dessa forma, essa reflexão cria
o ambiente propício para o surgimento de uma proposta de planejamento dos sistemas
energéticos que contribua de forma significativa para o desenvolvimento sustentável. Essa
proposta teria como fundamentos a criação e efetivação de programas de eficiência energética
e a utilização de recursos renováveis e menos poluentes na matriz energética brasileira.
Um dos grandes desafios a ser enfrentado, portanto, consiste em construir um
modelo de desenvolvimento energético sustentável, de forma a assegurar os direitos das
gerações presentes e futuras ao acesso de maneira equitativa à energia e ao desenvolvimento
econômico com qualidade de vida.
Tendo em vista as crises do petróleo ocorridas nos anos de 1973, 1979 e na década
de 1980, promoveu-se, no Brasil, uma série de ajustes estruturais no sistema energético
implantando-se o Programa Nuclear Brasileiro – PNB, o Programa Nacional do Álcool –
Proálcool e o Programa Nacional da Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do
Gás Natural – Conpet, procurando com isso fazer frente à escassez energética e prover
sustentação econômica ao país. No mesmo período, buscando melhorar a qualidade do ar e
diminuir o consumo de energia foram implantados o Programa Nacional de Conservação de
Energia Elétrica – Procel (1985) e o Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos
Automotores – Proconve (1986). Posteriormente, visando atender questões de consumo e
diversificar a matriz energética para diminuir a emissão de gases estufa, implantou-se o
Programa de Incentivo a Cogeração (2000), o Programa de Controle do Ar por Motocicletas e
Veículos Similares – Promot (2002) e o Programa de Incentivo às fontes Alternativas de
Energia Elétrica – Proinfa (2004) e Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel –
PNPB (2004).
Todavia, os instrumentos de prevenção e mitigação das externalidades ambientais,
chamados de flexibility mechanism, em que estão incluídos os Mecanismos de
Desenvolvimento Limpo – MDL, resultado do Protocolo de Quioto
1
para a redução de
emissão de gases de efeito estufa, ainda estão longe de fazerem parte das metas
desenvolvimentistas nacionais. Dentre os mecanismos, no que se refere às possibilidades de
geração de energia, destacam-se as fontes de energia renováveis e menos poluidoras, como
1
Acordo internacional criado no âmbito da Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças do Clima,
aprovado em 1997, que tem por meta reduzir as emissões globais de GEE durante o período de 2008 a 2012.
15
instrumentos de prevenção e mitigação das externalidades ambientais negativas (danos
ambientais), em especial as mudanças climáticas. Esse destaque é dado, em grande parte, ao
excesso de gases poluentes da atmosfera emitidos pela utilização de recursos energéticos
fósseis, tais como o petróleo e o carvão mineral.
Da problemática apresentada, com vistas à mitigação dos gases de efeito estufa,
procurou-se desenvolver um estudo do panorama das energias alternativas no Brasil e de sua
participação na matriz energética brasileira. Entende-se que o planeta Terra é um grande
sistema, o qual abrange subsistemas interligados, o atmosférico, o continental, o hídrico, o
biológico e os sistemas humanos, que com o uso e consumo de energia têm interferido de
forma a desequilibrar os sistemas do planeta e, com isto, acelerar processos naturais, os quais,
principalmente para os sistemas humanos e na dimensão humana, são catastróficos.
Essa ótica conduz à reflexão de que as nações precisam primar por matrizes
energéticas menos poluentes. E as iniciativas governamentais que dizem respeito à oferta de
energia no Brasil e a regulamentam, entre elas os programas energéticos, necessitam estar
coerentes com uma visão responsável de desenvolvimento, segundo a qual sejam
considerados não apenas o sistema econômico, mas o social e o ambiental, em particular o
climático.
1.1 JUSTIFICATIVA DE PESQUISA E CONTEXTUALIZAÇÃO NO PROGRAMA
Em um contexto de crescimento exponencial do consumo energético e de mudanças
climáticas globais acirradas pela intervenção antrópica, faz-se necessário um estudo que
considere a mitigação da produção de gases poluentes lançados na atmosfera, bem como da
queima de combustíveis fósseis. As crises energéticas em escala global têm trazido
inquietações referentes à sustentabilidade dos sistemas de produção existentes, ao
aquecimento do planeta e ao rápido consumo do que se denominou capital natural.
Sob o ponto de vista da ecologia, considerando vários acidentes ambientais e as
conferências internacionais do clima já realizadas, constata-se que o padrão de produção e
consumo vigente, levando em conta as necessidades energéticas, não propicia uma
perspectiva de sustentabilidade intergeracional e nem uma equidade na distribuição dos
recursos energéticos, tanto em escala global, quanto local. Nesse sentido, se faz necessária a
escolha de alternativas energéticas e a implementação de programas energéticos que
16
contribuam para minimizar impactos ambientais climáticos e garantir a segurança energética
colaborando, assim, para um desenvolvimento sustentável.
As teorias específicas contêm as disciplinas e as ciências e cada disciplina possui seu
mundo empírico próprio e desenvolve teorias para aplicar nesse mundo. Pode-se citar como
exemplo a Física, Química, Biologia, Psicologia, Sociologia, Economia, as quais pesquisam
elementos e desenvolvem teorias e padrões de atividades que facilitam o entendimento de
segmentos específicos do conhecimento empírico humano.
O movimento interdisciplinar nas universidades permite a formação híbrida de
pesquisadores e o uso de metodologias comuns que se aplicam a diferentes campos e
problemas, com fundamentos teóricos aplicáveis a pesquisas empíricas. Assim, essa pesquisa,
que trata da inter-relação energia e meio ambiente, está contextualizada no Programa, uma
vez que o Mestrado em Tecnologia da Universidade Tecnológica Federal do Paraná
fundamenta seu trabalho nestas premissas, permitindo a discussão do fenômeno da tecnologia
dentro de contextos sociais e ambientais.
1.2 OBJETIVOS DE PESQUISA
1.2.1 Objetivo geral
A presente dissertação, a partir de uma visão sistêmica da matriz energética brasileira
e mediante revisão bibliográfica, analisa o estado presente das energias alternativas e os
programas energéticos brasileiros e suas relações com a emissão de gases de efeito estufa.
1.2.2 Objetivos específicos
Para tanto, são desenvolvidos os seguintes objetivos específicos:
contextualizar a matriz energética brasileira no panorama mundial;
relacionar os usos de energias com as mudanças climáticas globais;
17
analisar os programas energéticos brasileiros e sua contribuição para minimizar danos
ambientais, particularmente a emissão de GEE.
Para viabilizar este estudo foram definidas as seguintes etapas (procedimentos
metodológicos), realizados a partir de consulta a material bibliográfico.
estudar o uso e o consumo de energia ao longo da história e conceituá-la;
desenvolver os principais conceitos da teoria de sistemas e da ecossocioeconomia para
fundamentação teórica da dissertação;
descrever os conceitos necessários ao entendimento do balanço energético brasileiro;
investigar a matriz energética brasileira e seus fluxos (balanço energético) para o
levantamento das emissões de gases poluentes, em particular do CO
2
;
verificar emissões históricas de CO
2
e cenários para o mundo e o Brasil;
identificar convenções internacionais do clima e mecanismos de flexibilização;
identificar programas nacionais de energias alternativas e eficiência energética.
1.3 HIPÓTESE DE PESQUISA
O problema de pesquisa parte da assertiva de que os sistemas de geração de energia
provocam danos ambientais e em particular climáticos. Todavia, existem alternativas de
sistemas energéticos menos poluentes associados à eficiência energética. No caso do Brasil há
pesquisas e programas de incentivo para minimizar a emissão de gases estufa, para manter o
aquecimento global dentro de padrões aceitáveis, visando diminuir os seus impactos sobre o
clima do planeta.
Na implantação dos sistemas e programas energéticos, existe um jogo de forças que
surge a partir de interesses econômicos e ambientais dos grupos sociais envolvidos, os quais
por vezes retardam as discussões e dificultam a implantação desses sistemas.
A hipótese que guiou as pesquisas partiu das assertivas acima e é formulada do
seguinte modo: uma visão sistêmica da matriz energética brasileira permite conhecer as
possibilidades de energias alternativas e programas energéticos governamentais capazes de
contribuir em conjunto para minimizar a emissão de GEE e abrir caminhos para decisões
responsáveis que considerem os danos ambientais climáticos.
18
1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
Este estudo está dividido em seis capítulos. O Capítulo 1, “Introdução”, onde se
apresenta o problema de pesquisa, objetivos e hipótese e são tecidas considerações iniciais a
respeito do aumento do consumo de energia e da necessidade de se buscar um
desenvolvimento sustentável, tendo em vista a relação geração de energia – danos climáticos.
O Capítulo 2, “Teoria Geral de Sistemas para a sustentabilidade do planeta”, tem o
propósito epistemológico de afirmar que, embora o setor energético seja fortemente
pressionado pelas determinações do atual modelo de desenvolvimento, tratá-lo de forma
linear traz muitas limitações, particularmente ambientais e sociais. Para se tratar da questão
energética e das externalidades que a envolve, é necessária, portanto, uma mudança
paradigmática. Assim, propõe-se a utilização de um pensamento sistêmico que promova uma
abordagem integrada dessas questões, caminhando em direção a um modelo de
desenvolvimento sustentável. Para tanto, são feitas considerações iniciais a respeito dos
fundamentos da Teoria Geral dos Sistemas e os dilemas e desafios para se atingir um modelo
chamado por Ignacy Sachs (1986) de Ecossocioeconomia. É salientada a importância das
energias renováveis e menos poluentes para se conseguir uma harmonização entre a
necessidade de crescimento econômico e a manutenção do meio ambiente e seus recursos
naturais de forma sustentável.
O Capítulo 3, “A matriz energética brasileira no contexto energético mundial”, traz
uma abordagem histórica do uso e consumo da energia pelo homem desde a pré-história até os
dias atuais. Trata dos conceitos de energia, de seus efeitos, suas aplicações e suas principais
formas. Aborda, também, o balanço energético, o qual permite identificar a evolução da
participação de fontes renováveis na matriz brasileira desde 1960 relacionando-as à oferta de
fontes renováveis no mundo, a fim de criar subsídios para a análise da situação energética
brasileira, de forma a produzir um desenvolvimento sustentável e menos poluente em escala
nacional. Além disso, contextualiza a criação de programas energéticos brasileiros e seus
resultados na matriz.
O Capítulo 4, “Cenários do setor energético e emissões de gases na atmosfera:
mudanças climáticas globais”, traz uma abordagem das iniciativas de âmbito internacional
para minimizar os danos climáticos, em especial aqueles relacionados aos processos
energéticos. Estabelece relações entre a oferta interna de energia e as emissões de gases
poluentes utilizando-se de dados históricos e projeções até o ano de 2030. Procura-se, em uma
19
análise inicial, verificar a evolução dos cenários das emissões de CO
2
, das energias renováveis
e menos poluentes, suas perspectivas futuras na matriz energética brasileira e, em especial os
danos ambientais climáticos decorrentes do uso de energias derivadas do petróleo, verificando
suas perspectivas futuras.
O Capítulo 5, “Alternativas energéticas e a emergência da sustentabilidade”, aborda
as tecnologias de geração de energia capazes de contribuir para um planejamento energético
que, levando em conta a eficiência energética e as energias renováveis e menos poluentes,
contribuam para um desenvolvimento baseado nos princípios da busca da sustentabilidade a
partir de uma ecossocioeconomia. São abordadas as tecnologias de geração de energia,
alternativas às não-renováveis e poluentes, a fim de que o setor energético possa caminhar
para um uso sustentável dos recursos naturais.
O Capítulo 6, “Considerações finais” retoma as questões propostas inicialmente
frente aos encaminhamentos dados no decorrer dessa pesquisa. São feitas recomendações
objetivando melhorar a relação geração de energia – danos climáticos, principalmente a partir
de uma maior participação de fontes renováveis na matriz energética brasileira, assim como
de uma maior integração das políticas energéticas nacionais. Sugere-se o uso do MDL na área
de energia, como um instrumento que, além de promover uma matriz energética com um
maior participação de energias renováveis menos poluentes e contribuir para mitigar as
mudanças globais do clima, articula energia e desenvolvimento econômico e social,
propiciando a sustentabilidade.
20
2 TEORIA GERAL DE SISTEMAS PARA A SUSTENTABILIDADE DO PLANETA
No último século surgiu, por parte de alguns cientistas, a necessidade de uma teoria
mais geral ou um corpo sistemático de construções teóricas que tratasse das relações gerais do
mundo empírico. A esse corpo deu-se o nome de Teoria Geral dos Sistemas - TGS. Essa
teoria propõe que existe um vínculo ou propósito em cada nível de abstração entre o
específico sem nenhum sentido e o geral desprovido de conteúdo. A ordenação de sistemas e
modelos teóricos segundo uma complexidade hierárquica, analogamente à complexidade dos
“indivíduos” dos vários campos empíricos, dá origem à TGS.
A Teoria Geral de Sistemas ora proposta não visa contrapor-se ao Método
Cartesiano, mas complementá-lo, uma vez que trata das questões relativas aos vínculos,
interações e totalidade de um sistema. Esta razão conduz a um enfoque sistêmico do setor
energético brasileiro, o qual envolve, ao mesmo tempo, as esferas (ou “subsistemas”)
econômica, ambiental (e subníveis atmosféricos, terrestres), tecnológica, social e política.
Ludwig Von Bertalanffy, biólogo, húngaro, foi reconhecido como fundador da
Teoria Geral de Sistemas – TGS, criada em 1937. Segundo Bertalanffy (2008) a importância
metodológica da TGS está em resolver problemas mais gerais, cujas descrições analíticas de
somatórios das conclusões parciais não são capazes de resolver.
Um fato importante a destacar é a complexidade organizada, que ao inserir uma
entidade nova em um sistema, ela não somente introduz uma nova relação no sistema, como
contribui para modificar as relações entre as demais entidades do sistema de forma dinâmica,
formando uma rede complexa de relações e tornando o sistema formado por essas relações
mais organizado. Esse grau de organização é um conceito chave do ponto de vista da teoria de
sistemas.
De acordo com Bertalanffy (2008), na metodologia mecanicista, por ser
fundamentada em leis matemáticas e exatas, a palavra “organização” tinha significado
diverso, pois não havia lugar para direção, ordem e finalidade. Segundo Capra (2005), a teoria
dos sistemas é capaz de abordar as características da organização, de um organismo ou de
uma sociedade, tais como crescimento, diferenciação, ordem hierárquica, dominância e
controle, noções essas que não se encontram na física convencional, nem metodologia
mecanicista.
De acordo com Lovelock (2006), para se realizar pesquisas envolvendo sistemas
complexos, em nível de ecossistemas e da biosfera, não é possível utilizar a teoria mecanicista
21
e tratar esses organismos como individuais, devendo-se lançar mão da teoria sistêmica. O
autor sugere a hipótese científica de Gaia, nome da deusa grega da Terra, na qual as
propriedades de regulação química do ar, da temperatura e o do meio ambiente terrestre
somente podem ser entendidas se o planeta terra for compreendido como um grande
organismo vivo capaz de auto-regulação.
Embora as observações a respeito da hipótese de Gaia tenham sido feitas em um
ambiente científico, elas transcendem o âmbito da ciência. Da mesma forma que outros
aspectos do paradigma sistêmico, segundo Lovelock (2006), a perturbação dos processos
naturais de Gaia pode causar risco de vida ao próprio ser humano, porém não poderá destruir
o planeta, pois ele já agüentou erupções vulcânicas e a colisão de meteoros que fariam uma
guerra nuclear parecer algo comum. Contudo, como Gaia é um sistema dinâmico, com
capacidade de auto-regulação e equilíbrio homeostático, esse equilíbrio pode ser atingido sem
o compromisso de conservar viva uma forma de vida em particular, no caso o ser humano.
A idéia principal da TGS é criar teorias que possam ser utilizadas para explicar
fenômenos muito semelhantes e que ocorrem em diferentes campos específicos da ciência.
Assim, se várias disciplinas de áreas da ciência distintas realizassem esforços conjuntos de
pesquisa, elas poderiam verificar a existência de princípios e leis gerais que seriam úteis para
explicar o comportamento e funcionamento de diversos sistemas. Com um arcabouço de
princípios, leis e conceitos, os mais variados campos de pesquisa da ciência teriam condições
de divulgar melhor suas descobertas, agregando resultados recíprocos, pois despenderiam
menos esforços iniciais para realizar a fundamentação de suas descobertas.
Nos estudos e pesquisas envolvendo questões e problemáticas que englobam
pesquisas multidisciplinares, os postulados ou princípios da TGS têm sido utilizados na
prática de maneira parcial, porém com a obtenção de resultados de pesquisa expressivos. Para
definir um sistema tomando como referência seu meio-ambiente, é possível verificar a
retirada dos insumos ou recursos (inputs) do ambiente, o processamento desses insumos e a
devolução dos mesmos para o meio ambiente na forma de saídas ou produtos (outputs).
Na economia, a função principal de um sistema é transformar seus insumos: energia,
materiais, trabalho e informações, obtidos do meio ambiente em produtos, tais como serviços,
bens ou informações, com natureza qualitativa distinta de seus insumos, para somente então
retorná-los ao seu meio ambiente. Mantêm-se as relações e interações, de maneira que forme
uma espécie de teia, e não permita que o sistema se desintegre, preservando-o e conservando
sua existência (princípio da mantenibilidade).
22
Kenneth Boulding, economista, considerado um dos principais teóricos da escola
sistêmica, publicou em 1956, do artigo “General Systems Theory: the skeleton of science”,
em que descreve a natureza geral da Teoria de Sistemas e a sua relevância na investigação de
fenômenos científicos. Para o autor os sistemas dinâmicos possuem elementos comuns, tais
como ambiente, objetivo, insumos, processamento, saídas, controle e retroalimentação, os
quais devem ser sempre levados em consideração quando da definição de seu formato
(design) final.
A TGS no entendimento de Boulding (1956) é “o esqueleto da ciência, pois tem o
objetivo de fornecer o arcabouço ou a estrutura dos sistemas, ou seja, onde se pode pendurar a
carne e o sangue das disciplinas e temas particulares num coerente e ordenado corpo de
conhecimento”. Faz, assim, uma analogia entre um esqueleto num armário e a TGS:
O armário é representado pela má vontade da ciência em admitir o baixo nível de
suas realizações no que tange à sistematização, e sua tendência a fechar a porta para
temas e problemas que não se enquadram facilmente nos esquemas mecânicos
simples (BOULDING, 1956, s/p.).
Os sistemas são constituídos de estruturas organizadas em ordem crescente de
complexidade. Na interação do indivíduo com o meio ambiente os sistemas possuem a
capacidade de homeostase ou auto-regulação. A capacidade de auto-regulação é uma
propriedade muito importante dos sistemas, pois permite que eles reajam frente às alterações
das condições ambientais, procurando um ponto de equilíbrio ou estado preferencial ótimo, de
maneira a manter sua sobrevivência.
Essas propriedades relacionadas ao nível de estruturação e complexidade crescente
dos sistemas conduzem inicialmente a uma teoria da complexidade e da interação. Há nas
interações características competitivas, complementares ou parasitárias, as quais levam os
sistemas a desenvolver um comportamento próprio. A interação de um indivíduo com o meio
ambiente é um fenômeno comum a todos os indivíduos e cada um em particular tem um
comportamento, ação ou capacidade de mudança. Considera-se que essa conduta está ligada
de certo modo ao meio ambiente do indivíduo.
Dessa forma, o comportamento de um indivíduo pode ser explicado tomando-se
como referência a estrutura e a organização de indivíduos de ordem imediatamente inferiores,
os quais são compostos por princípios de equilíbrio e homeostase e, segundo os quais certos
estados de equilíbrio são preferidos. Esta capacidade de um sistema restaurar-se desses
23
estados preferenciais é uma característica importante, quando o mesmo é perturbado por
mudanças ambientais.
É bastante recente a conscientização de que os sistemas sociais têm interferido de
forma negativa nos sistemas terrestres, especialmente no que se refere às questões climáticas.
Foi necessário um século desde a era industrial que marcou definitivamente o começo dos
grandes impactos destrutivos gerados pelas atividades humanas na natureza, particularmente
na atmosfera até as primeiras reuniões formais cujas preocupações centrais foram a natureza.
Na Conferência de Estocolmo em 1972 surgiam, então, as primeiras discussões
relacionadas ao desenvolvimento sustentável. Porém este conceito foi mais bem elaborado
pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, no Relatório Brundtland
em 1987, intitulado Nosso Futuro Comum, segundo o qual é “o desenvolvimento que satisfaz
as necessidades presentes, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprir suas
próprias necessidades”.
Este documento critica o modelo de crescimento econômico insustentável adotado
pelos países ricos e industrializados e repetido pelos países em desenvolvimento, no qual há
intensa exploração dos recursos naturais sem que seja considerada a capacidade de
regeneração dos ecossistemas. Dessa forma, estão previstas no relatório várias medidas a
serem tomadas pelas nações, tanto internamente como no âmbito internacional, visando um
desenvolvimento sustentável. Entre tais medidas estão o controle populacional, o
ordenamento territorial urbano, a integração campo-cidade, a melhoria da qualidade de vida,
assim como a diminuição do consumo energético aliado ao uso de fontes de energia
renováveis e menos poluentes e a conservação de energia.
Assim, no que se refere aos sistemas de energia, no âmbito do desenvolvimento
sustentável, uma matriz energética que envolva eficiência energética e utilização de energias
renováveis constitui um sistema que contempla tanto questões de ordem econômica, como de
equidade social e de prevenção de danos ambientais.
2.1 O MODELO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL RUMO A UMA
ECOSSOCIOECONOMIA
O debate a respeito do desenvolvimento sustentável vem sendo travado há algumas
décadas. Mais recentemente tem se intensificado com as mudanças políticas que o mundo tem
24
sofrido, com o crescimento das tensões sociais e com a incessante degradação do meio
ambiente. Nesse contexto delicado, surge a proposta de um desenvolvimento sustentável
como alternativa desejável - e possível - para promover a inclusão social, o bem estar
econômico e a preservação dos recursos naturais.
Essa proposta tem como um de seus principais articuladores o professor Ignacy
Sachs da École des Hautes Études en Sciences Sociales. Conhecedor dos problemas sociais
dos países periféricos e particularmente do Brasil, Sachs fundou na França o Centro de
Estudos a respeito do Brasil Contemporâneo e o Centro Internacional de Pesquisas sobre o
Meio Ambiente e Desenvolvimento, para aprofundar e desdobrar essa problemática. Em seus
estudos aborda questões do trabalho, da inclusão social, das políticas públicas e da
distribuição de renda.
Sachs tem debatido o desenvolvimento sustentável e includente, iniciado no mundo e
no Brasil pela Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente, realizada em
Estocolmo em 1972. Em seus trabalhos enfatiza a necessidade de um novo paradigma para o
desenvolvimento, baseado numa abertura simultânea da economia à ecologia humana, à
antropologia cultural e à ciência política contemporânea. Essa aspiração está expressa no
projeto de constituição de uma ecossocioeconomia - termo cunhado por Karl William Kapp,
um dos inspiradores da ecologia política dos anos 1970.
De acordo com Sachs (1986) o conceito de desenvolvimento sustentável é como um
arcabouço capaz de fornecer um amplo entendimento das perspectivas de desenvolvimento
econômico, bem-estar social e preservação ambiental no curto e longo prazo. Para este autor
dois temas, entre outros, têm interesse relevante para a compreensão do conceito de
desenvolvimento sustentável. O primeiro refere-se ao comportamento do consumidor, isto é,
que variáveis influenciam o consumidor na sua tomada de decisão. O segundo relaciona-se às
questões de geração e consumo de energia, ou seja, que fontes de energia serão adequadas
para a manutenção da vida na Terra. Tais preocupações têm sensibilizado a academia, o meio
empresarial, os governos e demais agentes ambientais no sentido de se buscar soluções para o
funcionamento dos mercados e de se garantir o uso e a preservação/conservação da
biodiversidade.
Nesse sentido, vários debates a respeito do desenvolvimento sustentável têm sido
realizados envolvendo universidades, empresas, governo, sociedade e pesquisadores. O
desenvolvimento sustentável é uma forma de promover o crescimento de um país e
simultaneamente beneficiar sua população e conservar suas riquezas naturais.
25
2.1.1 A harmonização entre crescimento, energia e meio ambiente
De acordo com Sachs (1986), deixar de crescer visando unicamente livrar-se dos
impactos negativos do crescimento sobre o meio ambiente é uma proposição intelectualmente
ingênua e politicamente suicida. E para que isso não aconteça é necessário gerir na prática o
dilema envolvendo crescimento e meio ambiente.
Assim, propõe uma organização mais racional da sociedade, na qual considera que
no crescimento mimético, baseado em transferências maciças de tecnologia dos países
industrializados, pode ser considerado oneroso nas seguintes condições: a) por obrigar os
países receptores a efetuarem adaptações dispendiosas dos ecossistemas locais, visando torná-
los suscetíveis a acolher tecnologias já prontas e originalmente concebidas para outros
complexos ecológicos, econômicos e sociais; b) por negligenciar o potencial de recursos dos
ecossistemas locais, que pode ser mais bem aproveitado mediante o uso de tecnologias
apropriadas; c) por exagerar na substituição do trabalho pelo capital, aumentando assim o
desemprego e o subemprego e, por implicação, o agravamento da pobreza.
Essa organização social é baseada em princípios que conduzem ao delineamento do
paradigma de outro desenvolvimento autoconfiante e autocentrado do ponto de vista
econômico, voltado para a satisfação de necessidades básicas e ambientalmente saudável.
Esses princípios, de crescimento, indutor e proteção, permitem entrar em uma era que o autor
denomina “racionalidade social ampliada”. O princípio do crescimento estabelece que o
crescimento deve se processar de forma sustentada, ou seja, os planejadores e aqueles que
tomam as decisões necessitam expandir seu horizonte temporal; a solidariedade com as
gerações futuras nos compele a pensar no problema da utilização dos recursos no contexto do
próximo século.
O princípio indutor estabelece a necessidade de uma racionalidade social ampliada e
prescreve que deveriam ser mantidas em aberto – sempre que possível – as opções para o
futuro. Isto equivale a minimizar as mudanças e, sobretudo, os danos irreversíveis. Os
motivos são óbvios: o conhecimento é, de fato, um processo cumulativo e cada geração tem
uma percepção própria de suas necessidades e aspirações sociais, bem como dos recursos
necessários para supri-las. Assim a sociedade acumula conhecimento tendo como fundamento
suas opções de valorização do ambiente natural.
26
O princípio de proteção refere-se à proteção do meio ambiente físico no sentido
estrito do termo. Sem ignorar a importância da gestão cotidiana do ambiente, convém frisar a
necessidade de uma visão mais abrangente do impacto do homem sobre a natureza.
Essa sociedade, segundo o mesmo autor, também deve ser pautada pelas estratégias
de desenvolvimento ambientalmente saudáveis sem resultar na interação desregulada das
forças de mercado, embora seja possível prever diferentes graus de intervenção do Estado.
Um acesso mais eqüitativo aos recursos seria uma pré-condição de êxito de qualquer
estratégia ambientalmente saudável, com enfoque de desenvolvimento voltado para a
satisfação de necessidades sociais básicas. O autor considera importantes os princípios da
racionalidade social ampliada como diretrizes para o estabelecimento de políticas e não como
um conjunto de pré-condições fixadas de maneira rígida.
Sachs (2007) propõe também um modelo de planejamento para o desenvolvimento,
o qual é representado em um diagrama que resume as inter-relações existentes entre demanda,
oferta e meio ambiente, conforme a Figura 1. Esse diagrama está dividido em três níveis A, B
e C, no qual o nível B é constituído de quatro subníveis: energia, tecnologia, localização e
recursos.
Figura 1 – Diagrama de inter-relações entre demanda, oferta e meio ambiente
Fonte: Sachs (2007).
27
O referido autor esclarece que os objetivos do desenvolvimento consistem num
conjunto variado de bens e serviços, que reflete o tempo de trabalho da população e as
diferentes modalidades de uso do tempo livre. A relação entre bens e serviços e a participação
relativa dos serviços de habitação e transporte individuais e coletivos influenciam diretamente
o estado do meio ambiente. O uso do tempo pela sociedade, ou seja, a separação entre o
tempo de trabalho e o tempo de lazer, define o seu estilo de vida e a sua cultura.
Para o autor, o desenvolvimento precisa considerar aspectos que vão além das
necessidades básicas, como o livre acesso à cultura, a possibilidade de exercer uma atividade
criativa num ambiente de trabalho adequado, a conviviabilidade e uma participação ativa na
condução das atividades de interesse público, inclusive no campo do planejamento.
No que diz respeito à combinação de tecnologias, a oferta de bens e serviços
correspondente à demanda social determinada no nível A, requer uma combinação de
tecnologias, recursos e energia, no nível B. A escolha de tecnologias apropriadas e
economicamente saudáveis é a chave para o sucesso do jogo de harmonização embora, de
acordo com o autor, ainda não existam tecnologias apropriadas. Em suas palavras:
Para cada contexto ecológico, social e econômico, e para um dado período de tempo,
os critérios de adequação devem ser explicitados e, em seguida, utilizados na análise
comparativa de possíveis opções tecnológicas. Dessa forma, o conceito de
tecnologia apropriada compreende o subconjunto das tecnologias intermediárias,
mas tem um alcance mais amplo, operando com todo o espectro de tecnologias –
desde as mais intensivas em trabalho às mais intensivas em capital (2007, p. 104).
Estratégias de desenvolvimento devem abranger, em determinado nível de
intensidade de capital, diversas tecnologias seguras em termos ambientais. Disso deriva a
necessidade de se pesquisar tecnologias que buscam conter o desperdício, caracterizadas pelo
uso de produtos recicláveis, que consomem pouca energia e de reduzido impacto ambiental.
Além disso, entre os critérios de seleção de tecnologias apropriadas, devem ser incluídas
diretrizes derivadas de políticas de recursos ambientalmente saudáveis, minimizando a
destruição do capital natural, primando pela reciclagem, pelo uso de recursos renováveis e
pela transformação do lixo em riqueza.
No que se refere à energia e espaço, circuito 3 no diagrama, são muitas as opções de
fontes alternativas de energia para substituir o petróleo. A energia solar, a nuclear, a
biomassa, dentre outras, estão abertas à maioria dos países e as considerações ambientais
devem figurar entre critérios decisivos. Para o autor, independente da opção feita, a maneira
mais barata e ambientalmente saudável de se reduzir o perfil energético é a economia.
28
O planejamento regional e, de maneira mais ampla, o ordenamento do território
correspondem ao circuito 4. A relação entre planejamento socioeconômico e espacial, por um
lado, e gestão ambiental, por outro, abrangem problemas que vão desde a escolha de um local
para instalar uma determinada fábrica, até a redistribuição de indústrias em escala mundial,
passando pela busca de um equilíbrio entre as cidades e o campo, tanto em termos de
população como de atividade econômica. O impacto ambiental negativo da explosão urbana é
hoje amplamente reconhecido, pelo menos nas áreas metropolitanas de crescimento acelerado,
embora existam alguns poucos casos bem sucedidos de descentralização demográfica e
industrial.
De acordo com Sachs (2007), a atual divisão internacional do trabalho industrial é
obra da história e não da racionalidade econômica ou da ecológica. A indústria mundial está
concentrada num pequeno número de países que, muitas vezes, ressentem-se de congestão
espacial e importam matérias-primas, energia e trabalho dos países em desenvolvimento, que
são afetados pelo desemprego e que poderiam facilmente encontrar locais adequados à
transformação in sito de seus próprios recursos.
Entretanto, em relação à transferência de indústrias poluentes dos países ricos para os
países em desenvolvimento, os quais se transformariam em centros de poluição, Sachs afirma
que essa exportação da poluição poderia ser prevenida, concebendo medidas adequadas de
proteção do meio ambiente e disponibilizando mecanismos eficientes para a implementação
de políticas ambientais no setor industrial.
A avaliação da riqueza de uma nação segundo Kotler (1997, p. 31) pode ser feita
pelo capital natural – o valor da terra, da água, dos minerais, da madeira e de outros recursos
naturais; capital físico – o valor das máquinas, prédios e obras públicas; capital humano – o
valor produtivo de seu povo e, capital social – o valor das famílias, comunidades e várias
organizações que compõe uma sociedade. Uma nação que ignora ou deixa de implantar
melhorias e investir em qualquer dessas áreas enfrenta o risco de enfraquecer a saúde
econômica no longo prazo em favor de resultados imediatos. Nesse sentido, Hawken (1999)
assevera a necessidade da utilização sustentável do capitalismo natural numa próxima
revolução industrial.
A criação de riqueza em uma nação, em grande parte, deve ser uma realidade física e
um estado mental no qual a sociedade possui o impulso e os meios para buscar uma vida
29
melhor. Em qualquer nação, as pessoas aspiram a uma boa economia, uma boa sociedade e
um bom processo político, o qual não deve ter uma relação antropocêntrica com a Gaia
2
.
Assim, os aspectos ora levantados devem ser considerados na definição de políticas
públicas para o setor de energia que visem o desenvolvimento sustentado do país, a fim de se
evitar danos econômicos, sociais e ambientais à nação brasileira. Para tanto a matriz
energética brasileira, onde estão implícitos os recursos, processos e tecnologias de energia,
deve contemplar energias limpas e menos poluentes e a eficiência energética.
2
Segundo a hipótese formulada por James Lovelock (2006, p.12), Gaia é o nome da Terra entendida como um
sistema fisiológico único, uma entidade que é viva pelo menos até o ponto em que, assim como os outros
organismos vivos, os seus processos químicos e a sua temperatura regulam-se automaticamente em um estado
favorável aos seus habitantes.
30
3 A MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA NO CONTEXTO ENERGÉTICO
MUNDIAL E AS POLÍTICAS ENERGÉTICAS BRASILEIRAS
3.1 CONCEITO E FORMAS DE ENERGIA
A energia está presente de forma essencial em todas as atividades vitais, seja na
alimentação, na movimentação ou no trabalho. Quando se mantém ou cria-se qualquer tipo de
vida utiliza-se energia e por esse motivo, deve-se ter prudência nas decisões a serem tomadas
em relação à energia, pois elas terão grande influência sobre nossa vida presente e futura.
Procurando conceituar energia, percebe-se um dos primeiros registros históricos
relevantes no século IV a.C., realizados pelo filósofo grego Aristóteles, que concebe energia
(energeia) para significar força de expressão ou de manifestação, ou seja, como uma realidade
em movimento. Os gregos imaginavam que “alguma coisa” deveria estar sendo transferida do
homem para a máquina, o que entendiam como energia, uma vez que a máquina sozinha não
realizava nenhuma tarefa. Sabiam que a força humana era potencializada pela máquina,
porém não poderia ser criada por ela e, portanto, havia uma substância que ao ser transferida
para a máquina tornava possível a realização de uma atividade.
Assim, para identificar essa “substância” os gregos chegaram ao conceito de
“constância”, similar ao conceito atual de energia, ou seja, observaram que em todos os
processos de transformação que ocorrem na natureza é perceptível pela observação que “algo”
se mantém constante antes e depois do evento natural. Esse “algo” era um aparente paradoxo,
no qual era simultaneamente o agente da causa e do efeito daquela transformação.
No século VI a.C, Heráclito de Éfeso e Parmênides de Eléia, ainda que de formas
diferentes, direcionaram suas conclusões para esse conceito. E nesse sentido, Heráclito
enunciou a famosa expressão: “panta rhei”, que significa “tudo flui” impressionado com a
constante mudança na experiência de estar vivo. Por outro lado, Parmênides considerava as
mudanças uma mera ilusão dos sentidos, mantendo-se firme no conceito de constância. Para
ele as várias manifestações cotidianas são efeitos provenientes de uma única causa. Assim,
para esses pensadores algo permanece constante no meio da mudança, a grandeza física que
hoje chamamos energia (BURATTINI, 2008).
31
Apesar das áreas do conhecimento entenderem energia de formas diferentes, todas
elas se referem à energia como: “capacidade de manifestação” e “invariância em meio à
mudança”.
A física contemporânea, fundamentada na termodinâmica do século XIX, considera
energia como sendo a capacidade que um sistema tem de realizar trabalho, aplicando esse
conceito à conversão das energias térmica, eólica, hidráulica, mecânica em elétrica e vice-
versa. Um fator importante a observar é que essa capacidade do sistema realizar trabalho
somente ocorre devido à energia que ali existe.
Segundo Maxwell, 1872 apud (UDAETA, 2004, p. 68) “energia é aquilo que permite
uma mudança na configuração de um sistema, em oposição a uma força que resiste a essa
mudança”. Assim, conclui-se da definição de Aristóteles, a idéia intuitiva de que energia é
algo inerente ao ser humano ou a uma máquina capaz de realizar trabalho. Já na definição de
Maxwell percebe-se um conceito fruto de uma percepção mais ampla, onde o pesquisador
considera a energia um ente físico capaz de produzir mudança em um sistema e, portanto,
pode ser considerada mais abrangente.
A partir dessas definições iniciais de energia, são estudadas as suas características
principais e aplicações. Tendo em vista que ao longo dessa pesquisa são abordadas diferentes
formas de energia, algumas unidades fundamentais, como potência e trabalho e os
correspondentes fatores de conversão, estão relacionados na Lista de Unidades e Conversões.
No Quadro 1 são apresentadas as formas mais comuns de energia e uma caracterização
sintetizada de cada uma delas.
ENERGIA
CARACTERÍSTICAS
Atômica
ou
Nuclear
Fundamentais para os processos de conversão energética no Universo. No interior do Sol a energia nuclear
é resultado da fusão de átomos leves, como o hidrogênio, que produz grandes quantidades de energia
liberada. A fusão nuclear é um processo de grandes possibilidades para o uso comercial, porém até hoje se
tem mostrado de difícil controle e seu uso vem se restringindo à construção de bombas de hidrogênio. A
energia atômica também pode resultar da fissão de átomos pesados, como urânio, tório e plutônio, através
da liberação de energia devido à perda de massa no processo. Apesar de não ser tão grande quanto no
processo de fusão, a liberação de energia no processo de fissão também é alta e por ser mais fácil de ser
controlada, o seu uso se difundiu na última metade do século passado através de diversos ciclos térmicos
que têm sido usados como fonte de energia elétrica, além de mover navios e submarinos.
Química
É a energia acumulada nas ligações químicas entre átomos e moléculas. Essas ligações existentes nas
moléculas dos reagentes possuem mais energia do que as ligações existentes nas moléculas dos produtos
resultantes de uma dada reação, daí a liberação de energia (reações exotérmicas). Suas maiores aplicações
estão ligadas a processos de combustão em motores, caldeiras e fornos, nos quais a energia química
advinda de materiais como gasolina, lenha e álcool é convertida em energia térmica na forma de vapores
com altas temperaturas; além de pilhas elétricas e baterias, em que se observam processos envolvendo
transferência entre energia química e elétrica. A quantidade de energia contida em um material pode ser
associada ao seu poder calorífico. “Existem na atualidade perspectivas promissoras quanto à utilização de
técnicas de conversão direta, aplicadas nas células combustíveis”, que produzem diretamente energia
elétrica a partir da queima de combustíveis, com alta eficiência, através de reações isotérmicas, a
temperaturas relativamente baixas.
32
Elétrica
Normalmente é associada à circulação de cargas elétricas através de um campo de potencial elétrico,
apesar de ser correto considerar-se também, a presença dela em cargas estacionárias, como nos capacitores
elétricos (rádios de pilha e linhas de transmissão) ou em nuvens eletricamente carregadas (raios). A
potência elétrica pode ser medida pelo produto da tensão pela corrente. A energia elétrica é utilizada para
os mais variados fins e pode-se dizer que hoje em dia, ela é um dos pilares mais importantes da sociedade.
Iluminação, uso de eletrodomésticos, ar condicionado, acionamento industrial, veículos elétricos e muitos
outros fins dependem hoje da energia elétrica. Por isso, a maioria dos processos de conversão tem como
finalidade a sua produção.
Térmica
Pode apresentar-se nas formas de radiação térmica (radiação solar) ou energia interna. O calor
corresponde a um fenômeno apenas observável na fronteira entre sistemas onde exista uma diferença de
temperaturas. Vale ressaltar que um fluxo de calor pode resultar tanto de uma variação interna de energia
quanto de outra forma energética. A energia interna corresponde à capacidade de promover mudanças,
associada à agitação térmica de um dado material, que pode ser medida por sua temperatura. A
transferência dessa energia interna de um corpo para outro se dá pelos processos de condução, convecção
ou radiação térmica.
Mecânica
A energia mecânica pode ser encontrada em duas formas básicas, a potencial e a cinética. A energia
potencial refere-se, basicamente, a forças estáticas e pode ser potencial elástica, acumulada em molas ou
em gases comprimidos, ou gravitacional, que depende da posição de uma massa em um campo
gravitacional. A energia cinética é relacionada com a inércia de corpos em movimento e depende da massa
e da velocidade desses corpos. A energia mecânica, assim como a elétrica, apresenta as mais diversas
aplicações, desde usos antigos, como em moinhos e tração animal, até os dias de hoje, como em motores a
explosão.
Magnética
Tipo de energia, acumulada na forma de campos magnéticos, que é utilizada de modo prático na geração,
no transporte e na transformação de energia elétrica em transformadores.
Quadro 1 - Formas de energia
Fonte: Adaptado de Udaeta et al. (2004).
Na química, segundo Lavoisier “na natureza nada se cria e nada se perde; tudo se
transforma”. Da mesma forma, na física, quando se fala em energia, tomando como base o
princípio da conservação da energia, verifica-se que ela não pode ser criada e nem destruída
pelo homem, pois a sua quantidade total se conserva em um processo, alterando somente a sua
forma. Assume, dessa maneira, as várias formas que se encontram na natureza, por meio de
processos de conversão.
3.2 USO E CONSUMO DA ENERGIA: TRAÇADOS HISTÓRICOS
O homem não apenas consome energia, mas consome, em grande escala, produtos
que demandam energia. Numa linha evolutiva desde os primeiros hominídeos, passando pela
revolução agrícola e pela revolução e expansão industrial, o homem tem manipulado recursos
energéticos naturais, como o sol, a água, o vento, o carvão e o petróleo, procurando satisfazer
suas necessidades básicas, de conforto e estéticas, passando de um consumo endossomático
para um consumo exossomático, ou seja, da utilização da energia própria para a utilização da
energia de animais, escravos e máquinas.
33
Para obter energia o homem primitivo ingeria alimentos, consumindo em torno de
2.000 kcal/dia. O consumo energético por pessoa na Idade Média dobrou em relação ao
homem primitivo e uma das causas está no surgimento do transporte para longas distâncias, já
relevante em termos de consumo de energia. Reis; Fadigas e Carvalho (2005) referem que até
o século XVII, com uma população relativamente pequena, houve um equilíbrio entre as
fontes renováveis utilizadas (a madeira, as rodas d‟água, a eólica e a força humana e animal) e
a demanda de energia, pois o consumo per capita de calor e potência era pequeno.
Os primeiros usos da energia mecânica são atribuídos à tração animal, pela
domesticação de bois, búfalos, camelos, para transporte e serviços relacionados à agricultura.
A força animal nos trabalhos, juntamente com a mão-de-obra escrava, foi predominante até
meados do século XVIII. Tão antiga quanto à tração animal, é a utilização da força das rodas
d‟água, os moinhos hidráulicos. A energia mecânica, utilizada a partir da energia cinética do
vento, passou a ser explorada mais intensamente do século X em diante, com o
aprimoramento tecnológico na Europa Ocidental, em particular nos Países Baixos,
principalmente para moagem de grãos, nas serrarias de estaleiros navais, bombas de drenagem
de lagos, para o impulso de embarcações e bombear água para irrigação. Utilizando-se das
fontes de energia disponíveis o homem consumia na Europa, em média 40.000 kcal/dia
(REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005).
A madeira passou a ser utilizada na forma de carvão vegetal, como fonte térmica
combustível nas indústrias de beneficiamento de matérias primas, tais como metal, cerâmica e
vidrarias. Inicialmente as atividades realizadas a partir dessa única fonte utilizavam recursos
locais e ocorriam em escala modesta. O comércio entre os povos era pouco intenso devido à
impossibilidade de transporte adequado às longas distâncias. Quando a madeira tornava-se
escassa os povos migravam, caso contrário, não conseguiriam atender suas necessidades de
sobrevivência. As técnicas agrícolas e pastoris propiciavam, nesse momento histórico, uma
utilização mais racional da energia (REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005).
Com o desenvolvimento econômico a madeira passa a ser a fonte energética mais
utilizada e a partir do século XVI começa a ficar escassa, apresentando alto custo. Entram em
vigor leis ambientais que impedem o desmatamento em algumas partes da Europa,
principalmente a ocidental. A necessidade cada vez mais crescente de fontes energéticas faz
com que o carvão mineral, utilizado em algumas situações desde o século IX, seja
intensamente explorado:
34
O uso do carvão em grande escala, a partir da segunda metade do século XVIII, veio
acompanhado do aumento da sofisticação das máquinas a vapor. Essas máquinas,
durante um século, fizeram parte da história em aplicações estacionárias na
exploração do carvão mineral e energia mecânica nas indústrias; e durante
aproximadamente sessenta anos movimentaram as locomotivas que faziam o
transporte interurbano e dentro das próprias cidades. O carvão era também usado na
indústria metalúrgica e na iluminação. O gás de hulha substituiu as velas de sebo,
óleo de porco e de baleia, até então utilizados. No entanto, a madeira e os moinhos
hidráulicos e de vento, embora tenham perdido força na Europa, ainda por muito
tempo foram utilizados na América do Norte: a madeira era abundante, os rios
numerosos e o potencial eólico bastante favorável. Somente mais tarde, no final do
século XIX, esses recursos começaram a ser desbancados pelo carvão mineral e pelo
petróleo (REIS; FADIGAS; CARVALHO, 2005, p.18).
Assim, a partir da Revolução Industrial Inglesa ocorrida durante o século XVIII o
aumento do consumo energético torna-se mais expressivo, estando relacionado ao surgimento
da energia elétrica e em paralelo do petróleo, ao crescimento e diversificação das atividades
domésticas e serviços em geral, além do uso de tecnologias mais aprimoradas na agricultura,
indústria e transporte. No século XIX, a madeira e o carvão mineral não eram mais usados
apenas como energia térmica, mas também como fonte de energia mecânica. Com a máquina
a vapor houve uma nova ordem de grandeza no uso da energia e a elevação do consumo,
calculado em 80.000 kcal/dia, não mais acompanhava o crescimento populacional (REIS;
FADIGAS; CARVALHO, 2005).
A matriz energética mundial mudara a partir de então. Com o crescimento das
cidades e das máquinas em geral, no final do século XIX, o carvão mineral participava com
53% no consumo de energia primária. Entretanto, com o aprimoramento das técnicas e
tecnologias de perfuração, prospecção e refino do petróleo e com a promissora indústria
automobilística, o petróleo logo passou a ter a maior participação no consumo de energia
mundial sem, contudo, que o carvão mineral deixasse de ser utilizado.
A transição do carvão mineral para o petróleo não se deu devido à escassez do
carvão, mas porque o petróleo utilizava tecnologias mais adequadas para iluminação e força
motriz e era um combustível que melhor se adaptava às novas demandas de uso final,
transporte e armazenamento.
Os primeiros derivados de petróleo utilizados foram o querosene para iluminação
urbana e a partir de 1913, o diesel e a gasolina para movimentar automóveis a ciclo diesel,
otto e bens, possibilitando o transporte de mercadorias e pessoas de forma mais ágil e
cômoda. Essas invenções, além de facilitarem a vida humana, mudaram hábitos pessoais e de
relação social.
35
O gás natural teve impulso com a descoberta do petróleo nos Estados Unidos, apesar
de ambas as fontes já terem sido usadas na Antiguidade. A resolução do problema do
transporte do gás, utilizando canos de ferro fundido, fez com que ele fosse usado nos EUA
para produção de eletricidade e na fabricação de negro-fumo e, a partir do final da década de
1950, o gás natural passou a ser utilizado em outras regiões.
Descobertas no campo da eletrostática, eletrodinâmica e o desenvolvimento de
fenômenos luminosos artificiais, com aplicações de Thomas Edson, propiciaram a produção
de lâmpadas de filamentos e outros equipamentos. No início do século XX, a energia elétrica,
com a iluminação e a força motriz, passou a fazer parte da matriz energética mundial,
produzida a partir de turbinas a vapor em termelétricas ou com turbinas hidráulicas nas
hidrelétricas ou ainda, a partir da energia nuclear, após a Segunda Guerra Mundial (REIS;
FADIGAS; CARVALHO, 2005).
Na segunda metade do século XX observa-se um crescimento considerável, tanto no
que se refere às atividades domésticas, onde é incorporado um maior número e uma maior
diversidade de equipamentos, como no que diz respeito às atividades agrícolas e industriais,
pelo amplo uso de máquinas modernas. Para atender a demanda por eletricidade, a energia
nuclear passou a ser explorada por vários países que não possuíam reservas petrolíferas e
recursos hidráulicos, principalmente os europeus. O mesmo verifica-se no setor de
transportes, pela diversidade e uso de fontes derivadas do petróleo. Inicialmente o pequeno
número de veículos em circulação e a abundância de matéria prima não causaram danos
expressivos ao meio ambiente.
Dessa forma, devido às demandas crescentes de energia, várias fontes foram
utilizadas. Até 1960 não se conhecia a expressão “escassez energética”, pois havia recursos
energéticos em abundância. Eram criadas economias de escala permitindo a prática de baixos
preços, contudo, isso não significou que todas as pessoas tinham acesso aos recursos
energéticos e aos seus benefícios. Para muitos países essa situação se agravou com as crises
do petróleo, em 1973 e 1979, onde a alta dos preços forçou os países importadores a implantar
políticas para suprir o consumo energético interno. Essas políticas visaram, principalmente, a
diversificação de fornecedores, o uso racional de energia, a adequação da infra-estrutura de
parques industriais e a utilização de fontes de energia alternativas ao petróleo, como o carvão
mineral, a nuclear, a hidreletricidade e, especificamente no Brasil, o álcool combustível.
Atualmente para satisfazer as suas necessidades básicas, obter conforto e lazer, o
homem chega a consumir 250.000 kcal/dia em um país desenvolvido. Entretanto, a média
mundial é de aproximadamente 15.000 kcal/dia e há países em que o consumo per capita é
36
próximo ao das antigas civilizações. “Existe uma enorme disparidade no consumo de energia
entre regiões, países e até mesmo dentro de um mesmo país. Os países ricos, que detêm 30%
da população mundial, consomem 70% da energia comercializada” (REIS; FADIGAS;
CARVALHO, 2005, p. 21).
A partir do exposto, pode-se deduzir que por meio de um processo contínuo de
observação e experimentação das grandezas e eventos físicos naturais, o homem desenvolve e
aperfeiçoa técnicas e tecnologias capazes de utilizar a energia em seu benefício. No entanto,
com o advento da revolução industrial, a exploração dos recursos naturais passou a ser
intensiva. Máquinas realizam os trabalhos de beneficiamento dos recursos naturais,
conduzindo ao rápido esgotamento desse capital natural, pois não permitem sua renovação
segundo o ciclo natural. Esse comportamento, associado ao aumento da população mundial,
gera cada vez mais necessidade de recursos energéticos. A utilização de novas fontes de
energia e tecnologias de conversão energética mais intensivas provoca mudanças no meio
natural e no meio social.
São evidentes as modificações qualitativas e quantitativas relacionadas às fontes de
energia desde a Antiguidade, assim como a diversidade das fontes energéticas utilizadas
atualmente. A matriz energética de um país é determinada em função da disponibilidade dos
recursos naturais, de políticas governamentais, custos e tecnologias disponíveis, entre outros
fatores. Crises mundiais relacionadas ao petróleo, por exemplo, contribuíram muito para a
abertura da matriz energética mundial a fontes alternativas.
3.3 BALANÇO ENERGÉTICO BRASILEIRO
3.3.1 Conceitos fundamentais do balanço energético brasileiro
O balanço energético é um documento que apresenta uma base de dados registrada
em nível mundial, nacional ou regional, acerca da utilização das diversas fontes de energia
pelos setores da sociedade. No Brasil esse documento é organizado anualmente desde 1970 e
apresenta dados contábeis relacionados à oferta e consumo de energia no Brasil, exploração
de recursos naturais (energéticos primários) e os processos de conversão em produtos
energéticos secundários. Apresenta também dados relativos ao comércio exterior (importação
37
e exportação), geração de energia, transformação, demanda de energia, distribuição, uso final,
e cenários pertinentes ao setor energético.
O Balanço Energético Nacional – BEN está estruturado em quatro partes: energia
primária, transformação, energia secundária e consumo final. Uma análise do BEN é
fundamental para o entendimento dos fluxos de energia no país e para a compreensão deste
documento, faz-se necessário a elucidação de alguns conceitos.
Deve-se diferenciar, pois, energia final de energia útil. A EPE considera em termos
de uso final, a energia final, que é aquela disponibilizada para o consumidor. A energia útil,
ou seja, a energia que o consumidor efetivamente aproveita (para determinado uso e com
determinada eficiência) não é considerada no BEN, embora a informação esteja disponível.
Outro ponto é a adequação da energia aos equipamentos, ou seja, a transformação de
um tipo de energia em outro. Nesta etapa são referidos os termos energia primária, extraída da
natureza, e energia secundária, transformada em um dos centros de transformação:
refinarias de petróleo, plantas de gás natural, usinas de gaseificação, coquerias, ciclo do
combustível nuclear, centrais elétricas de serviço público e autoprodutoras, carvoarias e
destilarias. Além desses, outras transformações incluem os efluentes (produtos energéticos)
produzidos pela indústria química, quando do processamento da nafta e outros produtos não-
energéticos de petróleo.
A energia primária é definida como os produtos energéticos providos pela natureza
na sua forma direta, considerando o petróleo, gás natural, carvão vapor, carvão metalúrgico,
urânio (U
3
O
8
), água, lenha e cana. A EPE (2009) considera como outras fontes primárias os
resíduos vegetais e industriais para geração de vapor, calor e outros, embora estas já tenham
passado por algum processo de transformação.
A energia secundária, por sua vez, abrange os produtos energéticos resultantes dos
diferentes centros de transformação que têm como destino os diversos setores de consumo e
eventualmente outro centro de transformação. São consideradas fontes secundárias o óleo
diesel, óleo combustível, gasolina (automotiva e de aviação), GLP, nafta, querosene
(iluminante e de aviação), gás (de cidade e de coqueria), coque de carvão mineral, urânio
contido no UO
2
dos elementos combustíveis, eletricidade, carvão vegetal, álcool etílico
(anidro e hidratado) e os resultantes do processamento do petróleo (gás de refinaria, coque e
outros). São também fontes secundárias os derivados de petróleo que, mesmo tendo
significativo conteúdo energético, são utilizados para outros fins, como graxas, lubrificantes,
parafinas, asfaltos, solventes e ainda, o alcatrão obtido na transformação do carvão
metalúrgico em coque.
38
Nas linhas que compõem a matriz consolidada do BEN estão representadas as
operações básicas resultantes do fluxo de energia e, nas colunas, as fontes e os agregados. O
fluxo no balanço avança da produção para o consumo final. Portanto, conforme a convenção
de sinais adotada, toda quantidade de energia que tende a aumentar a energia disponível no
país, tem sinal positivo (produção, importação, retirada de estoque, saídas dos centros de
transformação), ao passo que, toda quantidade de energia que tende a diminuir a energia
disponível no país tem sinal negativo (energia que vai para o estoque, exportação, não
aproveitada, reinjeção, energia transformada, perdas na transformação e perdas na distribuição
e armazenagem). Segundo esta lógica, todos os dados referentes ao consumo final são
negativos, porém, para simplificar a leitura, aparecem como valores aritméticos, ou seja, sem
sinal. A Figura 2 apresenta os fluxos do balanço energético e retrata a metodologia de
integração das etapas do processo energético (produção, transformação e consumo).
Figura 2 – Estrutura dos fluxos de energia no balanço energético nacional
Fonte: EPE (2009).
São identificadas três divisões gerais no balanço: oferta, transformação e consumo. A
oferta é a quantidade de energia que se coloca a disposição para ser transformada e/ou para
consumo final. A transformação, entendida como um setor, agrupa todos os centros de
transformação anteriormente referidos, nos quais a energia que entra, seja primária e/ou
secundária, se transforma em uma ou mais formas de energia secundária com suas
correspondentes perdas na transformação. A energia que entra nos centros tem sinal negativo
e a energia secundária produzida nos centros tem sinal positivo. A etapa do consumo final
39
compreende os fluxos de todas as fontes primárias e secundárias de energia que se encontram
disponíveis para serem diretamente consumidas pelos diferentes setores da atividade
socioeconômica do país. Atende às necessidades dos diferentes usos, como calor, força motriz
e iluminação, movimentando as indústrias, o transporte, configurando o consumo final de
energia. Neste, está incluído o consumo final energético que agrega o consumo final dos
setores energético, residencial, comercial, público, agropecuário, transportes, industrial e
consumo não-identificado; bem como o consumo final não-energético, que corresponde à
quantidade de energia contida em produtos que são utilizados em diferentes setores não-
energéticos (EPE, 2008).
3.3.2 Síntese do Balanço Energético Brasileiro
Em 2008 a oferta interna de energia foi de 252,6 milhões de tep, sendo 378%
superior a de 1970. Como um setor de infra-estrutura econômica, a indústria de energia no
Brasil é responsável pelo abastecimento de aproximadamente 92% do consumo nacional. Os
8% restantes correspondem a importações de carvão mineral e derivados (19,3%), gás natural
(15,2%), energia elétrica (5,6%), petróleo e derivados (54%) e urânio (6%) (EPE, 2008).
Os setores que mais consumiram energia no Brasil no ano de 2008 foram o
industrial, responsável por 36,4% de toda energia consumida no país, o de transportes por
27,6% e o energético por 10,8%. O setor residencial foi responsável por 10%, o agropecuário
por 4,4%, o comercial por 2,7%, o setor público por 1,6% e o consumo final não energético
por 6,5% do total da energia consumida no Brasil (EPE, 2009). A estrutura do consumo de
energia dos quatro setores que mais utilizaram energia no ano de 2008, ou seja, dos setores
industrial, de transportes, energético e residencial, está representada na Figura 3.
Com relação à estrutura de consumo nos demais setores socioeconômicos, no setor
agropecuário a fonte mais consumida é o óleo diesel com 57,4%, a lenha e o carvão vegetal
aparecem como a segunda fonte mais consumida com 25,6%, a eletricidade participa com
16% e outros derivados de petróleo com 1,0%. No setor comercial a eletricidade participa
com 86,8%, seguido dos derivados de petróleo (7%), gás natural (2,8%), lenha e carvão
vegetal (4,5%) e outras (2,2%). Assim como no setor comercial, no setor público a
eletricidade é a fonte mais utilizada (83,3%), o GLP e o gás natural participam com 11,5%, e
40
o óleo diesel e o óleo combustível com 5,1% do consumo. O Balanço Energético Nacional
Consolidado ano base 2008, pode ser visto na íntegra em Anexo.
A partir desses dados iniciais é possível constatar que o setor industrial (setor que
mais consome energia no Brasil) utiliza 56% de energia obtida a partir de fontes menos
poluentes, apesar de estarem contidas nessa porcentagem fontes não renováveis como o
urânio e o gás natural. O restante, 44% são obtidos a partir de fontes derivadas de
combustíveis fósseis e biomassa (lenha e carvão) que apesar de renováveis, são poluentes.
Entretanto, se a lenha e o carvão vegetal forem obtidos a partir de manejo sustentável, esse
percentual pode cair para 29,3%.
Figura 3 – Estrutura do consumo de energia por setor – Brasil 2008
Fonte: EPE (2009).
Por outro lado, o setor de transporte obtém 82,2% de sua energia a partir de
combustíveis fósseis poluentes e não renováveis, portanto apesar de ser o segundo em termos
de consumo de energia é o setor que apresenta maior porcentagem de emissão de gases
poluentes da atmosfera. É necessário, portanto, implantar medidas políticas e tecnológicas
para substituir motores a diesel por motores a biodiesel, procurando diminuir esse nível de
emissões. Pode-se destacar nesse sentido, em Curitiba, como medida pioneira a utilização de
Setor Industrial
Eletricidade 20,6%
Bagaço de cana 18,7%
Derivados do petróleo 15,2%
Lenha e carvão vegetal 14,7%
Carvão mineral 14,1%
Gás natural 10,3%
Outras renováveis 6,4%
Setor de Transportes
Óleo diesel 49,2%
Gasolina automotiva 23,4%
Etanol 17,6%
Querosene 4,5%
Gás natural 3,4%
Outros deriv. petróleo 1,8%
Eletricidade 0,2%
Setor Energético
Bagaço de cana 54,2%
Derivados do petróleo 19,2%
Gás natural 20,1%
Eletricidade 6,4%
Outras 0,1%
Setor Residencial
Lenha e carvão vegetal 36,2%
Eletricidade 36,2%
Deriv. do petróleo (GLP) 26,6%
Gás natural 1%
41
biodiesel, ainda que em pequena quantidade, em alguns ônibus da frota do transporte de
passageiros e em São Paulo e no Rio de Janeiro a utilização de ônibus movido a célula
combustível em caráter experimental. Também são necessárias medidas que efetivem a
substituição de gasolina por etanol de cana de açúcar, aumentando sua participação na matriz,
já que este é um combustível renovável e menos poluidor da atmosfera que a gasolina e, dessa
forma contribuindo para a diminuição das emissões.
No setor residencial destaca-se a importância de se projetar construções que levem em
conta os potenciais climáticos locais, a realização de projetos de instalações elétrica
residencial e predial que contemplem a utilização de fontes renováveis de energia (eólica e
solar), permitindo a geração independente, e também a utilização de equipamentos mais
eficientes que reduzam o consumo de energia, minimizando assim a demanda por energia
sobre a concessionária, o que implica em uma necessidade de menor de geração e, por
conseguinte, uma menor emissão de gases de efeito estufa a partir da geração. Destaca-se
também a necessidade de um programa que vise repotenciar as instalações residenciais e
prediais tanto privadas como públicas, procurando assim diminuir as perdas em instalações
antigas, o que também pode ser aplicado aos demais setores.
O Gráfico 1 apresenta o desenvolvimento da Oferta Interna de Energia – OIE, o
consumo final e as perdas no período de 1970 a 2008.
Gráfico 1 – OIE – Consumo final e perdas – Brasil 1970 a 2008
Fonte: EPE (2009).
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2006
2007
2008
Oferta Interna
66,9
91,4
114,7
131,0
141,9
162,9
190,6
218,7
226,3
238,8
252,6
Consumo Final
62,1
84,1
104,4
117,1
127,6
147,7
171,9
195,9
202,9
215,6
226,4
Perdas
0,9
1,6
2,6
3,3
3,5
4,8
5,9
6,5
6,7
6,7
7,2
0
50
100
150
200
250
300
10
6
tep
42
O desempenho “negativo” representado pela linha da oferta interna, em meados da
década de 1980 é reflexo da crise econômica mundial causada pelo aumento súbito dos preços
do petróleo em 1979 e a atuação “negativa” em 1990 resulta do plano econômico
3
da época
que limitou as operações financeiras da sociedade (EPE, 2008). Observa-se no referido
gráfico que as linhas de oferta interna e consumo final vêm distanciando-se cada vez mais.
Esta separação aconteceu gradativamente na medida em que o crescimento das perdas
apresenta-se proporcionalmente superior ao aumento diferencial do consumo final. As perdas
podem ocorrer durante os processos de produção, transporte, distribuição e armazenamento de
energia, sendo registradas em gasodutos, oleodutos, linhas de transmissão de eletricidade,
redes de distribuição elétrica (sem incluir perdas comerciais, como ligações clandestinas),
entre outros.
Essas perdas constituem um grande desperdício de energia que se traduz em prejuízos
de ordem econômica (pelos investimentos realizados) e ambiental (além dos recursos naturais
que foram explorados para gerar a energia, e do CO
2
e outros poluentes emitidos no processo,
há os danos causados, por exemplo, pelo vazamento em oleodutos).
Na década de 1990 as perdas variaram entre 2,6 a 3,4% do consumo final. Em 2001,
quando passou a vigorar a Lei de Eficiência Energética, essa proporção de perdas significava
3,2%. No período de 2002 a 2007 representava 3,1 a 3,4%, e em 2008, 3,2% de toda energia
consumida no país. Embora a taxa percentual de perdas tenha se mantido aproximadamente
constante, como houve um aumento de oferta interna e consumo de energia no período
considerado, houve também um aumento proporcional das perdas. Os números apresentados
mostram que na prática, tanto a lei de eficiência, quanto programas como o Procel e o PEE,
pouco tem contribuído para mudar este quadro.
3.4 MATRIZ ENERGÉTICA
A matriz energética apresenta uma base de dados fundamental para a análise de uma
situação energética real, uma vez que apresenta toda a oferta de energia interna (perdas +
consumo final) quantificada. Constitui um instrumento essencial para planejadores do setor
3
Plano Brasil Novo (1990 a 1993) para a estabilização da inflação - (Plano Collor I e Plano Collor II)
43
energético e para o desenvolvimento, em sentido amplo, de um país ou região. A matriz
energética é assim definida no BEN:
No Balanço Energético Nacional, a menos de eventuais ajustes estatísticos, a soma
do Consumo Final de energia, das perdas no transporte, na distribuição e na
armazenagem e das perdas nos processos de transformação, recebe a denominação
de Oferta Interna de Energia – OIE, também, costumeiramente denominada de
matriz energética ou de demanda total de energia (EMPRESA DE PESQUISA
ENERGÉTICA, 2008, p. 21, grifo do pesquisador).
Udaeta et al. (2004) consideram a matriz energética um retrato da distribuição real do
aproveitamento dos recursos energéticos dentro de um país, região ou no mundo. A matriz
vincula-se diretamente ao balanço energético e sua aplicação consiste em estudos setoriais,
cuja finalidade é apresentar a evolução da demanda e da oferta de energia da área em estudo.
Consideram, ainda, que “a matriz energética é o resultado dos fluxos energéticos das fontes
primárias e secundárias de energia, desde a produção até o consumo final” (2004, p. 79).
No que se refere à oferta mundial de energia por fonte, no ano de 1973 o petróleo, o
gás natural e o carvão mineral somavam 86,6%, enquanto que no ano de 2007, essas fontes
representaram 81,4% da oferta, com uma diminuição expressiva de 12,1% na oferta de
petróleo, um aumento de 2,0% na oferta de carvão mineral e de 4,9% na oferta de gás natural.
Observa-se um recuo na oferta de fontes renováveis devido, principalmente, ao aumento da
oferta de gás natural e um aumento de 5,0% da oferta de energia nuclear (EPE, 2009).
Quanto à oferta por região percebe-se uma redução de 15,6% pelos países membros
da OECD, enquanto que o aumento mais considerável em termos de oferta foi da China
(9,3%) e demais países da Ásia (5,8%). Houve redução no consumo final do petróleo, assim
como na oferta, semelhantemente ao ocorrido para as fontes renováveis.
3.4.1 Matriz energética brasileira
O Brasil tem uma matriz energética cuja composição é de 45,9% de fontes
renováveis, enquanto que nos países pertencentes à OECD e na média mundial (2006) as
fontes renováveis representavam apenas 6,7% e 12,9% da estrutura da matriz,
respectivamente, conforme pode ser visto no Gráfico 2. Tal característica da matriz brasileira
44
deve-se principalmente ao grande desenvolvimento do parque gerador de energia hidrelétrica
desde a década de 1950 e também à implementação de programas como o Proálcool.
Gráfico 2 – OIE – Participação das fontes renováveis – Brasil, países OECD e mundo – 2006 e 2007
Fonte: EPE (2008).
Na matriz energética brasileira do ano de 2008 a participação dos insumos
energéticos, em relação ao ano anterior aumentou para os produtos da cana de açúcar (em
1,1%), para o gás natural (1,0%), outras fontes renováveis (0,2%) e para o urânio (0,1%). A
oferta de petróleo e derivados diminuiu em 0,8%, a hidráulica em 0,9%, o carvão mineral e
derivados em 0,2% e a lenha e o carvão vegetal em 0,4%.
Considerando a oferta total das fontes, divida em fontes renováveis e não renováveis,
não houve variação de um ano para o outro, ou seja, em 2008 as fontes renováveis (hidráulica
e eletricidade, lenha e carvão vegetal, derivados da cana e outras) representavam 45,9% da
matriz e as não renováveis (petróleo e derivados, gás natural, carvão mineral e derivados e
urânio) 54,1%, assim como no ano de 2007. O Gráfico 3 apresenta a participação das fontes
de energia na oferta interna em 2008.
O aumento de insumos energéticos a partir da cana de açúcar, da hidreletricidade, do
gás natural, nuclear e outras renováveis (eólica e solar) propicia uma diminuição da emissão
de gases de efeito estufa, uma vez que estas fontes apresentam um potencial emissor de
poluentes muito menor que os combustíveis fósseis.
45,9%
6,7%
12,9%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
Brasil 2007
OECD 2007
Mundo 2006
Fontes Renováveis
45
Gráfico 3 – OIE – Participação das fontes – Brasil 2008
Fonte: Modificado de EPE (2009).
São consideradas fontes não renováveis aquelas que podem se esgotar pelo fato de
possuírem reservas limitadas e forem utilizadas com uma velocidade muito superior às
centenas de milhares de anos necessários a sua formação. Estão incluídos nesta categoria o
petróleo e seus derivados, os combustíveis radioativos (urânio, tório, plutônio, etc.), a
geotérmica e o gás natural. Por outro lado, as fontes renováveis, oriundas da radiação solar,
são aquelas repostas pela natureza mais rapidamente do que a sua utilização energética, como
o sol, o vento e as águas dos rios, ou ainda, “cujo manejo pode ser efetuado de forma
compatível com as necessidades de sua utilização energética, como no caso da biomassa –
cana de açúcar, florestas energéticas e resíduos animais, humanos e industriais.” (REIS et al.,
2001, p. 44).
Cabe ressaltar, portanto, que uma matriz energética composta de fontes renováveis
não é necessariamente uma matriz mais limpa, uma vez que em sua estrutura pode haver
fontes poluentes como o carvão vegetal e a lenha. As fontes renováveis e não renováveis estão
vinculadas à capacidade de resiliência do sistema que as origina, portanto, os processos de
conversão dessas fontes em energia, para serem sustentáveis, devem considerar esse fator
como um princípio. Já as fontes alternativas designam fontes energéticas propostas como
alternativas aos combustíveis fósseis.
No período de 1960 a 2008 a estrutura da oferta interna de energia brasileira mudou
significativamente (Gráfico 4), tanto em função das políticas adotadas, como o Proálcool,
como dos processos de industrialização e crescimento urbano que influenciaram na transição,
por exemplo, do uso da lenha e do carvão para o gás liquefeito de petróleo e gás natural, no
Petróleo e derivados 36,6%
Produtos da Cana 17,0%
Hidráulica e Eletricidade 14,0%
Lenha e Carvão Vegetal 11,6%
Gás Natural 10,3%
Carvão Mineral e derivados 5,8%
Outras Fontes Renováveis 3,4%
Urânio (U3O8) e derivados 1,5%
46
caso do setor residencial. Os investimentos tecnológicos em prospecção e exploração de
petróleo, como mencionado anteriormente, também influenciaram definitivamente este
quadro.
Gráfico 4 – OIE – Evolução da participação proporcional das fontes – Brasil – 1960 a 2008
Fonte: Baseado em EPE (2009).
Nota: Outras – inclui outras fontes primárias renováveis e urânio.
No Gráfico 4 a oferta de energia hidráulica e eletricidade manteve-se em crescimento
até o ano 2000. A partir desse ano observa-se uma diminuição da participação dessa fonte na
matriz. Já a oferta de gás natural, a qual no referido gráfico apresenta-se juntamente com
petróleo e derivados, vem aumentando a cada ano. A ampla utilização dessa fonte é
propiciada pela descoberta de novas reservas nacionais, bem como pela importação do gás
boliviano. De modo geral as mudanças registradas na matriz energética brasileira nas últimas
décadas tornaram a matriz mais diversificada e menos dependente de combustíveis fósseis.
Uma menor utilização de energéticos de origem fóssil (petróleo e derivados e carvão mineral)
contribui para diminuir os índices de poluição atmosférica.
O gás natural é o menos poluente dos combustíveis fósseis e os produtos da cana,
cuja oferta vem crescendo desde a metade da década de 2000 são menos poluentes que o
petróleo e derivados.
Porém, consta no Plano Nacional de Expansão – PNE 2030 que até o ano de 2030
haverá uma diminuição da oferta de fontes renováveis e, portanto, a matriz energética
0
10
20
30
40
50
60
70
1960
1970
1980
1990
2000
2005
2006
2007
2008
%
Petróleo, Gás Natural e
Derivados
Carvão Mineral e
Derivados
Hidráulica e Eletricidade
Lenha e Carvão Vegetal
Produtos da Cana
Outras
47
brasileira continuará carbonizada, pois ainda dependerá grandemente (52%) de fontes de
energia de origem fóssil, como mostra a Figura 4.
Figura 4 – Planejamento da matriz energética brasileira para 2030
Fonte: Tolmasquim (2008)
No PNE está previsto que no ano de 2030 a participação de fontes renováveis na
matriz brasileira seja de 44,7% (TOLMASQUIM, 2008). Para a matriz energética do ano de
2030 planeja-se um aumento de 3% na oferta de gás e de 4% na oferta de cana, em relação ao
previsto para 2010. Pretende-se diminuir a participação de petróleo e lenha, porém a
participação de carvão não será alterada. Nesse sentido, observa-se que as políticas e
programas governamentais poderiam estimular uma maior participação de fontes renováveis
como a eólica e a solar, em detrimento de fontes fósseis.
48
3.5 POLÍTICA ENERGÉTICA NO BRASIL DESDE 1970 E SEUS EFEITOS SOBRE O
BALANÇO E A MATRIZ ENERGÉTICA
3.5.1 Crises mundiais do petróleo e o Proálcool
Foi principalmente a partir da década de 1970, com o setor industrial em expansão e
grande oferta de recursos energéticos com custos acessíveis, que surgiram as primeiras crises
do petróleo. A relevância estratégica adquirida por essa fonte energética desencadeou disputas
pelo controle da produção e distribuição do petróleo envolvendo países produtores e países
consumidores. Essas disputas culminaram em graves crises econômicas mundiais
evidenciadas em três momentos: nos anos de 1973 e 1979 e na década de 1980.
A Organização dos Países Exportadores de Petróleo – OPEP, criada em 1960,
revelou-se um poderoso cartel de países petrolíferos com uma política protecionista que se
baseava no controle das reservas e na independência frente às grandes potências.
Em retaliação à derrota para Israel na Guerra de Yom Kipur, em 1973 os árabes,
através da OPEP, aumentaram o preço do barril de petróleo, de U$ 2,90 para U$ 11,65, ou
seja, 300% em menos de três meses. Esse fato, conhecido como a primeira crise do petróleo,
ocasionou a desestabilização da balança comercial de grandes potências. Países
subdesenvolvidos e dependentes da importação do petróleo como Brasil e México foram
obrigados, no começo da década de 1980, a decretar a moratória de suas dívidas externas.
Em 1979 a revolução xiita liderada pelo Aiatolá Khomeini depôs o Xá Reza Pahlevi,
o que desorganizou o setor petrolífero no Irã. Os Estados Unidos, para conter uma provável
expansão iraquiana para outros países, financiaram o Iraque com o objetivo de desestabilizar
o Irã, o que daria início à guerra Irã-Iraque (1980 a 1988). Este fato, somado à invasão da
União Soviética no Afeganistão, ou seja, uma forte ingerência ocidental no Oriente Médio,
fez com que a OPEP aumentasse novamente o preço do barril do petróleo que passou de U$
13,00 para U$ 34,00. Isto representou um aumento de 1.072% em relação ao preço de 1973,
levando à segunda crise do petróleo.
Para reverter a crise e a vulnerabilidade em relação à OPEP, países importadores
passaram a investir em projetos para o desenvolvimento de fontes de energias alternativas.
Nesta época o petróleo respondia por quase 50% do total das importações brasileiras. Como
uma saída energética estratégica, o Brasil, no contexto de endividamento, de dependência
49
externa do combustível e dos preços crescentes do barril de petróleo, instituiu uma política
energética nacional, cuja preocupação era reduzir as importações desse combustível. Assim,
plantas de cogeração foram utilizadas pela primeira vez para atender a demanda oriunda
dessas crises e com o objetivo de suprir necessidades locais de energia e minimizar a
dependência da importação de petróleo.
Inserido nessa política energética, surgia também o Proálcool – Programa Nacional
do Álcool, criado pela Lei n
o
76.595 de 1975 com o objetivo de substituir a gasolina pelo
álcool. O programa foi dividido em duas etapas: a primeira que visava produzir álcool anidro
a partir da cana de açúcar, o qual é misturado com gasolina em motores de veículos de ciclo
otto na proporção de 24%; e a segunda etapa que teve início em 1979 com a Lei n
o
83.700,
passou a produzir álcool hidratado utilizado em motores ciclo otto fabricados para funcionar
com 100% de etanol.
Paralelamente a essas iniciativas, por meio de grandiosos investimentos, havia o
aperfeiçoamento das técnicas de prospecção exploração de petróleo em águas profundas pela
Petrobrás. Essa empresa aplicou tecnologia pioneira com lâminas d‟água com mais de 1.000
metros, resultando num aumento das reservas de petróleo prontas para serem tecnicamente
exploradas, de 283 milhões de m
3
em 1979 para 2 bilhões de m
3
em 2007. No mesmo período
a produção de petróleo passou de 170 mil barris /dia para mais de 1,7 milhões de barris /dia
(EPE, 2008).
Medidas como essas, por parte do Brasil e países importadores, fizeram com que a
OPEP perdesse o controle comercial do petróleo, fazendo com que o preço do barril caísse
para U$ 15,00 em meados da década de 1980. Esta queda exacerbada no preço do barril levou
à terceira crise do petróleo, uma vez que o poder dos países árabes declinou.
Estes momentos de crise fizeram com que o Brasil e demais países importadores
fossem além do investimento em fontes alternativas. Eles implantaram programas de uso
racional de energia e reestruturam seus parques industriais. Essas políticas, de acordo com
Reis, Fadigas e Carvalho (2005), levaram à desconexão entre o consumo de energia e a
atividade econômica. No período de 1973 a 1985, enquanto o consumo total de energia per
capita dos países ricos membros da OECD diminuiu 6%, o PNB per capita aumentou 21%.
Após a estabilização do preço do barril de petróleo, esta fonte voltou a ter maior participação
na matriz energética mundial (UDAETA et al., 2004).
50
3.5.2 Programas de conservação de combustíveis
As mudanças verificadas na matriz energética brasileira, principalmente a partir da
década de 1970, apresentadas anteriormente no Gráfico 4, foram influenciadas pela
implementação de programas energéticos governamentais como o Proálcool e o Conpet.
No âmbito do Proálcool, no período de 1975 a 1979, principalmente as destilarias
anexas às usinas sucroalcooleiras produziram álcool anidro para ser adicionado à gasolina. A
produção inicial de 600 milhões l/ano passou para 3,4 bilhões l/ano nos anos de 1979 e 1980.
Nesse período, a nova crise petrolífera fez com que houvesse plena implementação do
Proálcool. A produção atingiu o máximo de 12,3 bilhões l/ano em 1986 e 1987, 15% além da
meta proposta pelo governo. A produção de automóveis a álcool no Brasil passou de 0,4% em
1979 para 21,8% em 1980 e chegou a 66,4% em 1985 (MRE et al., 2008).
A queda no preço do barril de petróleo a partir de 1986, juntamente com a escassez
de recursos para financiamento de projetos para o desenvolvimento de energia alternativa, fez
com que o governo diminuísse os subsídios a programas de produção de energia no país, o
que deixa claro que a criação do Proálcool ocorreu como uma alternativa de caráter
econômico e não uma alternativa de caráter ambiental, embora tenha contribuído para tornar a
matriz energética mais limpa, diminuindo as emissões de poluentes.
Em 1986, 97% dos carros vendidos no país eram movidos a álcool, entretanto a
produção desse combustível não foi suficiente para atender a demanda, fato que se agravou
com a entressafra vinda em seguida. Investimentos públicos e privados em pesquisas e
tecnologia propiciaram o desenvolvimento do setor sucroalcooleiro. Entre 1975 e 2005, no
Centro-Sul a produção de cana passou de 50-60t para 80-85t, o açúcar de 60 para 120kg por
tonelada de cana processada e o etanol de 60 para 85l por tonelada de cana (MRE et al.,
2008).
A União da Agroindústria Canavieira de São Paulo – ÚNICA, refere que o Brasil é o
maior produtor de cana de açúcar, em contraposição ao período anterior ao Proálcool, em que
a produção brasileira representava menos de 15% da produção mundial. Segundo o Centro de
Informações Sucroalcooleiras, em 2004 existiam 308 destilarias operando no país, sendo 235
na região Sudeste, Centro-Oeste e Sul, e 73 nas regiões Norte e Nordeste. Destacando-se
como maiores produtores de álcool o Estado de São Paulo com 61,4% da produção, seguido
dos estados do Rio de Janeiro, Alagoas e Pernambuco (BAJAY; FERREIRA, 2005). De
51
acordo com a EPE (2009) a produção de cana de açúcar em 2008 atingiu 552,8 Mt, sendo
11,57% superior à produção de 2007 e a produção de açúcar chegou a 30,3 Mt.
A produção de etanol alcançou 27.140.405 m
3
, sendo 20,3% maior que o ano de
2007. Do total, cerca de 65% corresponde ao álcool hidratado, representando um aumento na
produção de 22,8% em relação a 2007, o que se justifica pela oferta de veículos flex no
mercado, associada a um preço competitivo com a gasolina. Na produção de álcool anidro
(misturado a gasolina A para formar a gasolina C) houve um aumento de 16%, uma vez que o
teor de anidro na mistura passou de 23% para 25% em julho de 2007 (EPE, 2009).
Da mesma forma que o Proálcool, o Conpet, criado em 1991, contribuiu para as
mudanças registradas na matriz energética brasileira, em particular nos últimos anos. Com o
objetivo de desenvolver e integrar as ações que visem à racionalização do uso de derivados do
petróleo e do gás natural, através da redução de perdas e eliminação de desperdício, do uso de
energia de forma mais racional e eficiente e do desenvolvimento de tecnologias de maior
eficiência energética. A implantação desse programa promoveu a diminuição do consumo de
derivados de petróleo no setor de transporte, resultando em menor emissão de poluentes. A
meta do Conpet num prazo de vinte anos é obter um ganho de 25% de eficiência energética no
uso de derivados de petróleo e do gás natural.
Estratégias e ações locais objetivam entre outros aspectos, a redução do consumo do
óleo diesel minimizando a emissão de fumaça preta, a popularização da utilização do gás
natural como um combustível e o apoio à inovação por meio da utilização de novas
tecnologias no setor de eletrodomésticos, incentivando empresas do setor eletroeletrônico a
racionalizar o uso da energia e desenvolver programas que promovam a educação das novas
gerações levando em consideração os princípios de racionalização energética, a qualidade de
vida e uma economia fundamentada em práticas sustentáveis (MRE et al., 2008).
O Projeto Economizar, criado em 1996 no âmbito do Conpet, está presente em 22
estados da federação e refere-se ao transporte rodoviário de carga e de passageiros. Como
resultados até o ano de 2005, apresenta uma economia de combustível total de 252.000.000
l/ano, 700.000 t/ano de CO
2
não emitido e, 19.000 t/ano de particulados não emitidos (MRE
et al., 2008).
Para o transporte urbano de passageiros, desenvolveu-se uma tecnologia de
gerenciamento do uso do óleo diesel nas empresas de ônibus e implantou-se o projeto do
ônibus a gás, procurando estimular o uso de gás natural no transporte coletivo metropolitano e
urbano. O sistema de transporte rodoviário brasileiro é responsável pelo maior consumo de
óleo diesel, uma vez que 95% dos passageiros e 62% das cargas são transportadas utilizando
52
veículos movidos a esse combustível (MRE et al., 2008). Na matriz energética de 2007 o
transporte rodoviário representou 79,6% do consumo total de óleo diesel. Nos grandes centros
urbanos o setor de transporte sofre pressão das autoridades ambientais e da sociedade para
substituir a utilização de óleo diesel por outro combustível que cause menor emissão de gases
poluentes. Esses gases, além de contribuir significativamente para o efeito estufa provocando
a alteração do clima, causam sérios danos à saúde das populações urbanas (problemas
pulmonares e respiratórios em geral, como tosse, bronquite, asma, etc.).
O Projeto Transportar, também desenvolvido pelo Conpet, oferece apoio técnico e
logístico às frotas de caminhões que abastecem na Petrobrás. Até março de 2008, foram
realizadas 7.189 avaliações, evitando-se a emissão de 1.020 t/ano de particulados e 45.500
t/ano de CO
2
(MRE et al., 2008).
Outro projeto importante desenvolvido pelo Conpet é de revisão das normas técnicas
para testes de desempenho energético de fogões e aquecedores de água a gás, de utilização
residencial. Por meio de etiquetagem esse programa visa colocar à disposição do consumidor,
orientações e informações a respeito da eficiência energética dos equipamentos existentes no
mercado. Em específico no que se refere ao setor residencial, o consumo de GLP é de 10
milhões de m
3
/ano ou 5,2 milhões t/ano. Acredita-se que esse programa possa economizar 1,4
milhões de m
3
/ano ou 780 mil t/ano de GLP, diminuindo significativamente a necessidade de
importação desse combustível. O Programa Nacional de Etiquetagem de Fogões e
Aquecedores e o Selo Conpet, junto a programas educacionais, tais como dicas de economia
de gás e cartilhas sobre o PBE do INMETRO, podem promover uma economia de 20% no
consumo de GLP. Esse selo que passou a vigorar em 2005 é utilizado em equipamentos que
consumam derivados de petróleo e gás natural com baixos índices de consumo de
combustível. Constitui um incentivo aos fabricantes de equipamentos domésticos eficientes a
base de gás (MRE, et al., 2008). Na área da educação o Conpet desenvolve projetos em que
destaca a importância do uso racional da energia elétrica, procurando estimular a comunidade
para o uso racional dos derivados do petróleo e do gás natural.
3.5.3 Mudanças institucionais no setor elétrico brasileiro
No ano de 1995 o governo brasileiro implantou mudanças institucionais no setor
elétrico brasileiro, adotando o modelo britânico e argentino de privatização das companhias
53
de fornecimento de eletricidade. A justificativa para esta mudança estava no ingresso de
recursos para o erário, diminuição da dívida pública, investimentos no crescimento do setor
pela iniciativa privada e liberação de recursos para investimentos na área social. A mudança
nesse setor foi pautada pela Lei n
o
8.987/95 que definiu novas regras de concessão de serviços
públicos e pela Lei n
o
9.074/95 que permitiu o surgimento de dois novos agentes no setor
elétrico: produtores independentes e consumidores livres de energia. Criou-se também a lei de
acesso às redes de transmissão para possibilitar a existência desses dois novos agentes, o que
propiciou um sistema mais eficiente e autônomo permitindo a competitividade na rede de
fornecimento de energia elétrica (BAJAY; FERREIRA, 2005).
Em 1996 a Lei n
o
9.427 substituiu o Dnae pela Aneel, com mais autonomia e com a
proposição de cumprir metas indicadas em um contrato de gestão. Pela Lei n
o
9.648/98, foi
criado o Mercado Atacadista de Eletricidade – MAE e o Operador Nacional do Sistema
interligado – ONS, com a função de operar e despachar as usinas de geração e as redes de
transmissão que as ligam aos centros de carga do país. Essa mesma lei dividiu as atividades de
fornecimento e distribuição de energia criando a função do agente comercializador no
mercado. Porém, devido aos subsídios cruzados nas tarifas de energia, apenas os grandes
consumidores foram beneficiados.
Em 1997 o MME propôs promulgar um decreto que obrigaria as concessionárias a
adquirir energia excedente da cogeração, porém o projeto não foi bem estruturado e as
concessionárias o embargaram. Entretanto, a existência de barreiras regulatórias à
autoprodução de energia e sua difusão, como questões tarifárias e de incentivos financeiros,
fez com que o governo criasse em 2000, por meio da Portaria n
o
551, o Programa de Incentivo
a Cogeração de Energia Elétrica. Apesar de já existirem plantas de cogeração, a preocupação
mundial com o meio ambiente no âmbito da problemática energética, constituiu um dos
motivos pelo qual o Brasil reforçou a inserção de energias renováveis e menos poluentes na
matriz energética. Assim, o surgimento de questões ambientais e do desenvolvimento local
sustentado fez com que essa forma de geração recebesse um novo impulso a partir de
incentivos financeiros na forma de renúncia fiscal ou com aquisição compulsória de energia
com custos evitados (aquisição de blocos de energia para a rede pública ou fixação de valores
para energia gerada).
Na mesma direção, em 26 de abril de 2002 foi promulgada a Lei Federal nº 10.438,
que trata da expansão da oferta de energia elétrica emergencial e cria o Programa de Incentivo
às Fontes Alternativas de Energia Elétrica, o Proinfa. Regulamentado e implantado em 2004 e
coordenado pelo MME e Eletrobrás, o programa foi concebido com o objetivo de aumentar a
54
participação da produção de energia elétrica a partir de produtores independentes e autônomos
que utilizem energia eólica, pequenas centrais hidrelétricas e biomassa. Entretanto, de acordo
com a Aneel (2008), a potência instalada atribuída à primeira fase do programa foi inferior à
meta proposta e dentre os motivos estão atrasos de obras, relacionados a entraves licitatórios e
ambientais. Desde novembro de 2008 o programa passa por uma revisão para o estímulo ao
aumento de investimentos.
Ainda assim, muitos empreendimentos realizados com recursos do programa
representam soluções regionais energéticas por meio do uso de fontes renováveis e
contribuem para o crescimento regional e da indústria nacional (ELETROBRÁS, 2009).
Com o crescimento das tarifas de energia acima da inflação, em 2003 o MME
implementou novas medidas no setor elétrico: 1) dividiu o fornecimento de eletricidade em
duas partes: consumidores livres e cativos; 2) criou a figura do Administrador de Contratos de
Energia Elétrica – ACEE, em substituição ao MAE, o qual tem a tarefa de administrar os
contratos entre geradores e concessionárias distribuidoras e acabar com a figura dos agentes
de mercado; 3) instituiu a Empresa de Planejamento Energético – EPE com a função de
planejar a expansão de médio e longo prazo; 4) instituiu os Planos Decenais para o setor
elétrico com o objetivo de estabelecer os projetos de usinas hidrelétricas, blocos de energia e
capacidade da ponta de carga a ser fornecido por usinas termelétricas; 5) definiu os
encaminhamentos licitatórios que permitirão aos interessados projetos alternativos visando
suprir necessidades de geração e transmissão definidas nos planos decenais; 6) priorizou as
concessionárias de serviço público para suprir as necessidades de energia, em detrimento de
produtores independentes; 7) definiu contratos de longo prazo (5 anos) para o atendimento da
demanda projetada das concessionárias; 8) atribui à EPE, ACEE e Aneel em auxílio ao MME,
a supervisão das condições de suprimento, especificação de margens de geração e medidas
corretivas (BAJAY; FERREIRA, 2005).
O governo atual afirma que não há privatização no setor elétrico, porém, o processo
de desverticalização setorial continua, ou seja, as concessionárias verticalmente integradas
serão desverticalizadas formando empresas para gerar e distribuir energia elétrica e
comercializar com consumidores livres, o que evidencia que as atividades de geração e
transmissão utilizarão apenas sistemas contábeis diferentes (BAJAY; FERREIRA, 2005).
Diante do exposto, verifica-se que a privatização no setor elétrico promoveu
mudanças regulatórias, mas não implementou mecanismos de gestão pública do setor, como
políticas públicas e um planejamento eficaz, e em 2001 o racionamento de energia
demonstrou a necessidade da efetivação desses instrumentos de gestão.
55
Nesse sentido, as políticas energéticas a serem implantadas pelo governo precisam
estar em consonância com as diretrizes estabelecidas no planejamento energético do país. As
políticas energéticas em vigor, por outro lado, devem ser consideradas nos estudos de
planejamento, o qual necessita utilizar indicadores de sustentabilidade adequados. Assim,
planejamento e políticas quando articulados de forma integrada e organizada, podem conduzir
ao desenvolvimento sustentável (REIS; CUNHA, 2006). No entanto, as políticas em vigor no
Brasil não vêm sendo amplamente consideradas no planejamento, são colocadas à margem e
de maneira fragmentada:
No cenário energético do país, podem ser distinguidas diversas políticas energéticas,
que têm sido consideradas no planejamento do setor, mas de forma esparsa e
desorganizada, uma vez que tais políticas têm-se voltado muito mais a atender
necessidades locais ou momentâneas dos mais diversos tipos. Muitas dessas
políticas apresentam alto grau de descontinuidade, enquanto outras permanecem
muito mais no campo das idéias, nem sempre com resultados práticos (REIS;
CUNHA, 2006, p. 190).
Ressalta-se que o planejamento do setor de energia precisa estar integrado aos
demais setores da sociedade, como transporte, saúde, saneamento básico e abastecimento de
água, dentre outros. A energia configura-se como um elemento estrutural para o
desenvolvimento sustentável de uma nação e segundo uma visão sistêmica, o planejamento,
além de políticas efetivas a curto e longo prazo, deve contemplar políticas estratégicas que
articulem todos os setores. Precisa, ainda, considerar como uma de suas diretrizes o uso
eficiente da energia, bem como a otimização/reaproveitamento de empreendimentos já
existentes.
3.5.4 Programas para a eficiência energética
O termo eficiência energética refere-se ao uso mais adequado da energia. De modo
geral, do lado da geração evita-se o desperdício de energia durante o processo de produção,
transmissão e distribuição, além de se priorizar a utilização de fontes alternativas de geração
de energia renováveis, menos poluentes e com menor custo. Do lado da carga, ou seja, do
consumidor, a eficiência energética é obtida possibilitando à maioria dos consumidores, tanto
urbanos quanto rurais, nas diversas camadas sociais, o acesso a equipamentos
eletrodomésticos mais eficientes, ou seja, que possuem menor consumo de energia. O mesmo
56
ocorre com o setor industrial, onde a eficiência energética resulta da utilização de
equipamentos e máquinas mais eficientes.
Nessa direção, uma das iniciativas propostas pelo governo foi a criação do Programa
Brasileiro de Etiquetagem – PBE em 1984. Sob a coordenação do Ministério do
Desenvolvimento, Indústria e Comercio Exterior – MDIC, o PBE promove a eficiência
energética de equipamentos com a utilização de etiquetas informativas. Até o ano de 2009
foram etiquetados 33 tipos de equipamentos, como refrigeradores, chuveiros, condicionadores
de ar, motores elétricos trifásicos, lâmpadas fluorescentes compactas, incandescentes e
decorativas, fogões e fornos domésticos a gás.
Outro importante programa criado em 1985 foi o Procel – Programa Nacional de
Conservação de Energia Elétrica, o qual contribuiu para a economia de 28,5 milhões de MWh
até o ano de 2009 (equivalente a 16,3 milhões de residências e à energia gerada por uma
hidrelétrica de capacidade instalada de 6.841MW) que teria um custo aproximado de R$ 20
bilhões. A contrapartida foi o investimento realizado na ordem de R$ 1 bilhão, proveniente da
Reserva Global de Reversão (R$ 628 milhões), Eletrobrás (R$ 359 milhões) e Programa de
Eficiência Energética (R$ 37,5 milhões), iniciativa que uniu o Global Environment Facility
(GEF), do Banco Mundial (BIRD), e a Eletrobrás (ELETROBRÁS, 2009), resultando em uma
economia de R$ 19 bilhões.
As áreas de atuação do Procel concentram-se em: 1) indicar ao consumidor os
produtos que apresentam os melhores níveis de eficiência energética dentro de cada categoria
(Selo Procel de Economia – 1993), objetivando o estímulo à fabricação e comercialização de
produtos mais eficientes, contribuindo para o desenvolvimento tecnológico e a redução de
impactos ambientais; 2) incentivar o consumidor no uso eficiente da energia evitando
desperdício por meio do Prêmio Procel – Prêmio Nacional de Conservação e Uso Racional de
Energia, estimulando-o a implementar ações que efetivamente reduzam o consumo de energia
elétrica; 3) por meio de subprogramas, promover a eficiência energética em edificações,
equipamentos, prédios públicos, na indústria, iluminação pública e no saneamento ambiental e
atuar na gestão energética municipal; e 4) com o Procel Educação, promover a cidadania
informando a população e capacitando educadores.
Apesar de o Procel ser um programa que promove a conservação e o uso racional da
eletricidade, considerando mudança de hábitos e eficiência na cadeia da eletricidade em geral,
do mesmo modo que as políticas energéticas no Brasil, o referido programa é imediatista e
fragmentado, pois fica sujeito a interesses momentâneos, como se nota a fragilidade do Procel
Educação (REIS; CUNHA, 2006).
57
Outro programa criado no ano de 2000 para melhorar a eficiência energética é o PEE
– Programas de Eficiência Energética das Concessionárias Distribuidoras. A Lei nº. 9.991/00
dispõe sobre realização de investimentos em pesquisa e desenvolvimento e em eficiência
energética por parte das empresas concessionárias, permissionárias e autorizadas do setor de
energia elétrica, segundo a qual essas empresas devem aplicar 0,5% de suas receitas
operacionais líquidas ou 0,25% quando a energia vendida for inferior a 1.000 GW/ano. Essas
aplicações incluem, entre outras áreas, a substituição de chuveiros elétricos por aquecedores
solares de água, substituição de refrigeradores e sistemas de iluminação, adequação de
instalações residenciais, contratos de desempenho. Desde 1998, foram investidos R$ 2 bilhões
e retirados da ponta 1.700 MW (CIMC, 2008).
Entretanto, uma estruturação legal mais adequada para a eficiência energética surgiu
com Lei nº. 10.295 de 2001, conhecida como Lei de Eficiência Energética, que dispõe sobre a
Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia. Nessa lei, sob coordenação do
MME, são estabelecidos níveis mínimos de eficiência para equipamentos consumidores de
energia, além de mecanismos de promoção da eficiência energética nas edificações do país.
Os equipamentos já regulamentados em termos de seu desempenho são os motores
elétricos trifásicos, lâmpadas fluorescentes compactas, condicionadores de ar, refrigeradores e
congeladores, fogões e fornos a gás, e mais recentemente os aquecedores de água a gás.
Regulamentações para veículos e edificações encontram-se em fase final de
implementação. Complementarmente ao Proconve, que controla emissões veiculares, está em
andamento, sob a Lei nº. 10.295/01 e no âmbito do PBE, um programa de etiquetagem para
eficiência energética de veículos leves em km/l. O governo prevê uma economia anual de
cerca de 4 TWh com regulamentação desses equipamentos, considerando-se a etiquetagem e o
Selo PROCEL (CIMC, 2008).
58
4 CENÁRIOS DO SETOR ENERGÉTICO E EMISSÕES DE GASES NA
ATMOSFERA: MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS
Uma das primeiras reuniões internacionais em prol do meio ambiente contou com a
participação de mais de 20 chefes de estado em Montreal no Canadá no ano de 1987. Deste
encontro resultou o Protocolo de Montreal, em favor da regeneração da camada de ozônio. O
documento estabeleceu a erradicação gradual da produção de clorofluorcarbonos (CFC),
amplamente utilizados em refrigeradores e aerossóis e no cultivo de tomate e morango através
do inseticida brometo de metila. Também restringiu o uso dos gases sintéticos
hidrofluorcarbonos (HCFC), os quais foram empregados para substituir os CFCs, que
prejudicam a camada de ozônio.
Grandes quantidades do gás clorofluorcaboneto lançadas na atmosfera causaram a
destruição de parte da camada de ozônio, gás azulado muito oxidante e reativo, encontrado
entre 15 e 20 km da atmosfera, entre a troposfera e a estratosfera e responsável por filtrar a
radiação ultravioleta. Desde a assinatura do Protocolo de Montreal, os 191 países signatários
contribuíram para a diminuição de mais de 95% dos índices de CFC na atmosfera, além de
outros gases poluentes. A estimativa para o ano de 2075 é que a camada de ozônio possa se
regenerar, alcançando níveis anteriores aos da década de 1980.
De acordo com o Observatório do Clima o estudo “The Importance of the Montreal
Protocol in Protecting Climate”, publicado em 2007 e realizado sob a coordenação da
Agência de Avaliação Ambiental da Holanda, mostra que os resultados obtidos por meio do
Protocolo de Montreal, embora ele tenha acontecido antes do Protocolo de Quito,
ultrapassaram as metas iniciais de redução de gases poluentes propostas no Protocolo de
Quioto.
O Protocolo de Montreal, mesmo sem mencionar o fenômeno das mudanças
climáticas, tem contribuído para diminuir o aquecimento global, uma vez que os CFCs
reforçam radiativamente este fenômeno em aproximadamente 20% do CO
2
. Considerando um
cenário sem os resultados obtidos pelo Protocolo de Montreal, o calor armazenado na
atmosfera pelos gases que prejudicam a camada de ozônio seria duas vezes maior que os
níveis do presente. O calor que deixou de ser armazenado é relativo ao do aumento de CO
2
no
período de 1987 a 2007. Segundo projeções do estudo, os benefícios do Protocolo de
Montreal sobre o clima diminuirão ao passo que após 2012 os efeitos maiores serão
provenientes das propostas do Protocolo de Quioto (OC, 2009).
59
Posteriormente ao Protocolo de Montreal, as discussões em torno da problemática
ambiental entraram na pauta da ECO-92, realizada no Rio de Janeiro em 1992 e, em 1994, na
Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças do Clima – CQNUMC, em inglês,
UNFCCC – United Nations Framework Convention on Climate Change. O documento
resultante desse encontro entrou em vigor no dia 21 de março de 1994 com 50 países
membros, as Partes. No Brasil a Convenção passou a vigorar em 29 de maio do mesmo ano.
Atualmente 192 países são Partes da Convenção, pois ratificaram o acordo que visa “a
estabilização das concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera num nível que impeça
uma interferência antrópica perigosa no sistema climático. Esse nível deverá ser alcançado
num prazo suficiente que permita aos ecossistemas adaptarem-se naturalmente à mudança do
clima, que assegure que a produção de alimentos não seja ameaçada e que permita ao
desenvolvimento econômico prosseguir de maneira sustentável.”
Para atingir o objetivo estabelecido, as Partes têm responsabilidades comuns, mas
diferenciadas. Os países do Anexo I (composto basicamente por países desenvolvidos
signatários) da Convenção são considerados os maiores emissores de GEE, tanto
historicamente quanto na atualidade e, por isso devem estar à frente na redução de emissões.
Já os países não anexo I (composto basicamente por países em desenvolvimento), têm como
prioridade promover o seu desenvolvimento econômico e social.
Assim, as prioridades de desenvolvimento, objetivos e circunstâncias específicos,
nacionais e regionais, devem: a) elaborar, atualizar periodicamente, publicar e por à
disposição das Conferências das Partes, inventários nacionais de emissões antrópicas por
fontes e das remoções por sumidouros de todos os gases de efeito estufa não controlados pelo
Protocolo de Montreal; b) formular, implementar, publicar e atualizar regularmente
programas nacionais que incluam medidas de mitigação climática; c) promover e cooperar
para o desenvolvimento, aplicação e difusão de tecnologias que controlem as emissões
antrópicas de gases estufa não controlados pelo protocolo de Montreal; d) promover a gestão
sustentável, bem como promover e cooperar na conservação e fortalecimento, conforme o
caso, de sumidouros e reservatórios de todos os gases de efeito estufa não controlados pelo
Protocolo de Montreal, incluindo florestas, oceanos e ecossistemas terrestres, costeiros e
marinhos; e) Cooperar nos preparativos para a adaptação aos impactos da mudança do clima;
f) levar em conta, na medida possível, fatores relacionados à mudança do clima nas políticas
sociais, econômicas e ambientais pertinentes e utilizar métodos adequados de avaliação de
impactos; g) promover e cooperar em pesquisas científicas, tecnológicas, técnicas,
socioeconômicas e outras, bem como em desenvolvimento de bancos de dados relativos ao
60
sistema climático; h) promover e cooperar no intercâmbio pleno, aberto e imediato de
informações científicas, tecnológicas, técnicas, socioeconômicas e jurídicas relativas ao
sistema climático e a mudança do clima, levando em conta conseqüências econômicas e
sociais das estratégias; i) promover e cooperar na educação, treinamento e conscientização
pública em relação à mudança do clima; j) transmitir à Conferência das Partes informações
relativas à implementação, de acordo com o Artigo 12 (ROCHA; FURRIELA, 2004).
As Partes se reúnem anualmente desde 1995 para discutir os encaminhamentos
necessários para combater as mudanças climáticas, a concretização das metas estabelecidas e
a utilização de mecanismos de mercado com vistas à redução dos custos de mitigação do
efeito estufa, entre outros pontos relativos ao tratado. Até 2009 ocorreram 15 encontros,
chamados COP - Conferências das Partes, cuja síntese é apresentada no APÊNDICE A.
As ações das Partes são orientadas pelos seguintes princípios: a) proteger o sistema
climático, b) considerar plenamente necessidades especificas e circunstanciais das Partes
países em desenvolvimento, c) adotar medidas de precaução para minimizar e mitigar as
causas da mudança do clima e seus efeitos negativos, d) as Partes têm o direito e o dever de
promover o desenvolvimento sustentável, e) as Partes devem cooperar para promover um
sistema econômico internacional favorável e aberto conducente ao crescimento e ao
desenvolvimento econômico sustentáveis de todas as Partes.
4.1 CONFERÊNCIAS DAS PARTES PARA MITIGAÇÃO DE GEEs
O Protocolo de Quioto é um acordo criado no âmbito da Convenção Quadro das
Nações Unidas sobre Mudanças do Clima, foi aprovado na terceira Conferência das Partes
realizada em 1997 e entrou em vigor em 2005. No Protocolo de Quioto os países
desenvolvidos se comprometeram a reduzir em 5,2% as suas emissões de gases de efeito
estufa – GEE em relação aos níveis de 1990, durante o período de 2008 a 2012.
Atualmente 188 países ratificaram o Protocolo, dos quais 39 são desenvolvidos.
Esses países signatários, designados Partes, foram divididos em dois grupos: Anexo I, do qual
fazem parte os países desenvolvidos e, Não-Anexo I, dos países em desenvolvimento, onde o
Brasil está inserido.
O Protocolo de Quioto define metas de redução das emissões de GEE, critérios e
diretrizes para a utilização de mecanismos de mercado, propondo ações e negociações
61
envolvendo cotas de emissão, por meio de bônus associados a projetos redutores desses gases
ou seqüestradores de CO
2
. Visando o cumprimento das metas e o desenvolvimento desse
mercado criou-se três mecanismos de flexibilização: Comércio de Emissões, Implementação
Conjunta e Mecanismo de Desenvolvimento Limpo.
A Implementação Conjunta é atribuída aos países do Anexo I. Ocorre quando dois ou
mais deles implementam projetos para reduzir a emissão de GEE para posterior
comercialização. O Comércio de Emissões existe quando um país do Anexo I já reduziu a
emissão de GEE além da sua meta. Nesse caso, ele pode comercializar o excedente com
outros países do Anexo I que não tenham atingido sua meta de redução. Já o Mecanismo de
Desenvolvimento Limpo (MDL) possibilita a participação dos países em desenvolvimento no
tratado. Eles podem vender créditos de projetos que estejam contribuindo para a redução de
emissões de carbono, para países desenvolvidos (COP15 BRASIL, 2010).
Dos mecanismos de flexibilização, o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo - MDL
foi estabelecido no Artigo 12 do Protocolo de Quioto e é o único em que os países em
desenvolvimento podem participar. Seu objetivo é viabilizar a mitigação de emissão de gases
estufa, onde países em desenvolvimento podem comercializar créditos de carbono excedentes
com países desenvolvidos. Assim, cada tonelada de CO
2
equivalente que não for emitida ou
for retirada da atmosfera por um país em desenvolvimento poderá ser negociada no mercado
internacional, criando um estímulo para reduzir as emissões globais.
Os países do Anexo I devem estabelecer em seus territórios metas para redução de
CO
2
junto aos seus maiores emissores. No caso de instituições que não reduziram suas
emissões, estas poderão comprar Reduções Certificadas de Emissões - RCE em países em
desenvolvimento e usá-las como crédito para concretizar uma parte de suas obrigações, já que
o uso desse mecanismo pode ser aplicado a apenas uma parte de seus compromissos de
redução. Os países em desenvolvimento, por sua vez, deverão utilizar o MDL para promover
seu desenvolvimento sustentável (ROCHA, 2004). Para que uma RCE seja gerada, as
atividades de projeto do MDL devem cumprir todas as sete etapas do ciclo de projeto
4
.
Na COP 7, Acordo de Marrakesh, foi criado o Comitê Executivo do MDL (Executive
Board) que vincula os interesses legítimos das Partes e age sob a autoridade e a orientação da
4
As etapas do ciclo de projeto são: elaboração de Documento de Concepção de Projeto com metodologia de
linha de base e plano de monitoramento aprovados; validação (verifica se conformidade com o Protocolo de
Quioto); aprovação pela Autoridade Nacional Designada (verifica a contribuição do projeto para o
desenvolvimento sustentável); submissão ao Conselho Executivo para registro; monitoramento;
verificação/certificação; e emissão de unidades segundo o acordo de projeto (MCT, 2010).
62
COP. Suas funções, entre outras, são a supervisão do MDL; promoção e a transparência de
mercado; o registro dos projetos; e a certificação final. Cabe às Entidades Operacionais
Designadas, as quais são credenciadas pela Comissão Executiva, validar os projetos, verificar
as emissões previstas e relatar as atividades anualmente. Em todos os países onde houver um
projeto de MDL, faz-se necessário a criação de uma Comissão Internacional de Mudança
Global do Clima (Autoridade Nacional Designada), normalmente instalada em um ministério,
cujas funções são, entre outras, o registro da participação das Partes envolvidas e a
confirmação da contribuição de cada projeto para o desenvolvimento sustentável do país em
questão (OC, 2009).
Além da criação do Comitê Executivo do MDL, na COP 7 também foram definidas
as diretrizes do MDL, segundo as quais, há duas modalidades para os projetos de MDL. A
primeira diz respeito a projetos que substituem combustíveis fósseis e/ou aumentam a
eficiência energética, com o uso de tecnologias com menor emissão de GEE. A segunda
modalidade inclui projetos de remoção e estocagem de dióxido de carbono por meio de
sumidouros e atividades relacionadas ao uso da terra, como projetos de florestamento e
reflorestamento.
Independentemente da modalidade, há uma série de procedimentos a serem
cumpridos pelo proponente, presentes desde a elaboração do projeto até a certificação final.
Além disso, a RCE somente é gerada após a constatação de que as reduções que constam no
projeto são reais, mensuráveis e de longo prazo (OC, 2009). Salienta-se que a RCE tem
validade determinada, podendo ou não ser renovada. Por exemplo, para RCE gerada pelo uso
da terra para remoção e estocagem de dióxido de carbono por sumidouros (projetos de
florestamento e reflorestamento) o prazo de validade é de 30 anos, ou um período de 20 anos
com o limite de duas renovações.
No Brasil, a Autoridade Nacional Designada é representada pela Comissão
Interministerial de Mudança Global do Clima - CIMGC, criada em julho de 1999 “com a
finalidade de articular as ações de governo decorrentes da Convenção de Quioto das Nações
Unidas sobre Mudança do Clima e seus interesses subsidiários de que o Brasil seja parte”.
Fazem parte da Comissão os ministérios: Relações Exteriores, Agricultura, Pecuária e do
Abastecimento, Transportes, Minas e Energia, Planejamento, Comércio Exterior e da Casa
Civil da Presidência da República, além dos ministérios de Ciência e Tecnologia (presidência
da Comissão) e do Meio Ambiente (vice-presidência). A Comissão deve emitir pareceres
relativos à mitigação da mudança climática, subsidiar o Governo em negociações; definir
critérios de elegilibilidade adicionais aos considerados pelos Organismos da Convenção;
63
apreciar pareceres sobre projetos que resultem em reduções de emissões; realizar articulação
interna buscando atender os compromissos assumidos perante a CQNUMC (ROCHA, 2004).
À iniciativa privada é possibilitado o desempenho de atividades que se enquadrem no
regime de carbon-trade de Quioto: consultoria, proponente de projetos, validação, verificação
e certificação como Entidade Operacional Designada e atuar como corretores (brokers)
intermediando compradores e vendedores de RCE (ROCHA, 2004).
As flexibilizações auxiliam o cumprimento de metas e a redução de custos para a
mitigação dos gases. Apesar das negociações de Buenos Aires (COP 4) e Marrakesh (COP 7),
terem avançado nessa direção, ainda há uma posição conflitante entre países desenvolvidos e
subdesenvolvidos a respeito da ratificação do Protocolo de Quioto (REIS, 2003).
Em 2005 iniciaram-se as discussões sobre um novo acordo que daria continuidade ao
Protocolo de Quioto, após expirar seu período de vigência em 2012. Esse novo acordo seria
concretizado na COP 15, realizada em dezembro de 2009, na qual as Partes deveriam
apresentar metas substanciais de redução de GEE até 2020.
Entretanto, as metas apresentadas, em geral, ficaram muito aquém do esperado. Os
EUA, segundo maior emissor mundial de GEE, apresentaram uma meta de redução de apenas
17% em relação aos níveis de 2005, para ser cumprida até 2020, o que representa 3 a 4% em
relação a 1990 (OC, 2009). Já a China, o maior emissor mundial, apresentou uma meta de
redução de GEE de 40 a 45% até 2020, com relação às emissões de 2005. Apesar de a
economia chinesa crescer em ritmo acelerado, o país pretende reduzir suas emissões
investindo em maior eficiência energética (diminuindo a intensidade de carbono),
reflorestamento, energias renováveis e indústria verde.
As metas da União Européia e Japão estão entre 20% e 25%. As do Brasil situam-se
entre 36% e 38,9%, as quais são expressivas, porém há que se analisar a metodologia utilizada
para o cálculo. Para o IPCC as metas de reduções deveriam se situar entre 25 e 40%.
Considerando uma possível similaridade nos critérios utilizados para o cálculo de redução de
emissões pode-se concluir que a União Européia e o Japão, apesar de se enquadrarem nos
países do Anexo I, apresentam metas bem mais tímidas do que aquelas propostas pelo Brasil
em relação aos limites propostos pelo IPCC.
Com base no princípio de responsabilidade comum, mas diferenciada, o Protocolo
não define metas ou mecanismos para os países em desenvolvimento, porém eles devem
contribuir para reduzir as emissões globais por meio de ações e projetos nacionais. Aqui se
percebe que esta é uma questão que envolve ações das partes para o global e, portanto,
sistêmicas. Por outro lado, como não tem valor legal, também não institui penalidades para as
64
Partes que não seguem suas diretrizes. Assim, não obstante sua importância para o clima
global, o Protocolo de Quioto perdeu forças com o passar do tempo, devido ao fato de que
vários países não efetivaram ações para concretizar as metas de redução de emissões. Os
EUA, por exemplo, responsáveis por aproximadamente 25% do total das emissões globais,
causaram um grande entrave a eficácia do acordo, quando saíram em 2001 (OC, 2009). De
acordo com estudos realizados pelo Instituto Fraunhofer, citado por Schmid (2009), o planeta
poderá suportar 50 gigatons (50 bilhões de toneladas) de CO
2
até 2050, sendo que na média
mundial, cada indivíduo poderia emitir aproximadamente 100 toneladas de CO
2
até 2050. Os
alemães emitem 10 ton CO
2
/ano e os norte-americanos emitem 20 ton CO
2
/ano, ou seja, em
cinco anos, a cota dos norte-americanos chegaria ao limite, o que os faz investir em créditos
de carbono.
Já o Brasil embora não seja um país visto como poluidor, tendo que obrigatoriamente
assumir metas e tomar ações de redução, resolveu assinar o Protocolo de Quito e ratificar seu
apoio a medidas que contribuam para diminuir as emissões de gases de efeito estufa, sendo,
portanto, um país alinhado com as proposições sugeridas no protocolo.
4.2 EMISSÕES DE GEEs DECORRENTES DO USO DA ENERGIA
A evolução de indicadores e suas projeções até o ano de 2030 relacionadas ao setor
energético remetem ao crescimento populacional e ao crescimento do PIB em nível mundial,
fato que requer, inevitavelmente, maior consumo energético. Tais projeções representam uma
elevação do índice de emissões de dióxido de carbono, gás que além de ser nocivo à saúde
humana é também um dos Gases de Efeito Estufa – GEE. As relações entre energia, poluição
e clima aproximam-se.
Considerando um cenário de referência num período compreendido do ano de 2005
ao ano de 2030, a estimativa do crescimento médio anual para o PIB mundial é de 4,0%, para
os países membros da OECD 2,3%, para os países não-OECD 5,2% e, em particular para o
Brasil 3,6%. Em 2030 os países não-OECD representariam 65% do PIB mundial, saindo de
48,2% em 2005. O Brasil parte de 2,9% do PIB mundial em 2005 e cairia para 2,6% em 2030.
A população mundial teria um crescimento médio de 1,0% ao ano chegando a 8,3 bilhões de
habitantes em 2030, sendo que os países OECD cresceriam a 0,4%, os países não-OECD a
1,1% e no Brasil a população cresceria a uma taxa de 0,9% ao ano (EPE, 2008).
65
Estas projeções indicam, portanto, que o PIB brasileiro cresceria abaixo da média
mundial e também abaixo da média dos países não-membros da OECD perdendo posição
relativa no PIB mundial, porém em contrapartida, apresentaria um crescimento populacional
ligeiramente inferior ao da média mundial.
A Oferta Interna de Energia – OIE, ou demanda de energia, apresenta, num cenário
de referência, um crescimento médio mundial de 1,6% ao ano, chegando a 17.506 milhões/tep
em 2030, inferior a taxa registrada entre 1990 e 2005 (EPE, 2008). Para os países membros
da OECD o crescimento anual seria de 0,7%, sendo que entre 1990 e 2005 esse crescimento
foi de 1,3%. A previsão para os países não-OECD é de 2,5% a.a até 2030, com um registro
histórico de 2,6% para o período 1990-2005. Em 2030 o Brasil consumiria 428,4 milhões/tep
e teria um crescimento anual de 2,4%.
As emissões de dióxido de carbono relacionadas à energia podem ser analisadas pelo
aumento populacional, pelo PIB per capita, pela evolução da intensidade energética e pela
evolução da intensidade das emissões por unidade de energia (como CO
2
/GJ). A intensidade
energética mede a relação entre a demanda de energia e o PIB. A intensidade energética será
menor, quanto maior a eficiência no uso da energia e quanto menor a relevância de setores
energo-intensivos na economia. Assim, de acordo com Walter (2007, p. 31) “a intensidade das
emissões será tanto menor quanto menor a importância, nas matrizes energéticas, de insumos
energéticos de alta intensidade de carbono
5
e maior o uso de fontes renováveis de energia”.
Considerando dados históricos de 1980 a 2005 e um cenário de referência até 2030
para a oferta total de energia no mundo, são constatadas pequenas variações para as fontes de
energia ofertadas durante todo o período: há uma diminuição na oferta do petróleo, o aumento
de gás natural, nuclear e carvão mineral e a estabilidade na oferta de energéticos renováveis
(EPE, 2008).
Constata-se a partir dos dados expostos que a matriz mundial é composta, em sua
maior parte, por energias provenientes de combustíveis fósseis. Devido à participação desses
energéticos na matriz mundial, as projeções referentes ao período de 2005 a 2030 para o total
de emissões de CO
2
indicam uma taxa de crescimento anual médio de 1,7%, sendo, portanto,
5
Na equação %(CO
2
/ano) = %(POP/ano) x %(PIB/hab) x %(GJ/PIB) x %(CO
2
/GJ), a intensidade de carbono é
expressa, por exemplo, em tCO
2
emitidas por GJ de energia consumida. Conforme o IPCC (1996, apud
WALTER, 2007, p. 31), para cada combustível deve ser assumido um fator de oxidação do carbono (por
exemplo, 0,99 para petróleo e derivados, e 0,995 para gás natural), o que permite a estimativa de emissões de
CO
2
a partir do conhecimento dos fatores de emissão de carbono. Por sua vez, os fatores de emissão de carbono
são função da composição do combustível (teores típicos de carbono na composição) e de seu poder calorífico
(energia liberada no processo de combustão completa, quando reagentes e produtos estão no mesmo estado
termodinâmico).
66
superior ao crescimento médio da oferta de energia (1,6% ao ano). Estima-se que em 2030 o
total de emissões de CO
2
atinja 42,8 bilhões de toneladas, conforme o Gráfico 5.
Quanto ao Brasil, as previsões das emissões de dióxido de carbono referem um
aumento de 326 milhões de toneladas em 2005 para 597 milhões de toneladas em 2030 (EIA,
2007). Apesar da previsão pessimista, as emissões brasileiras estariam abaixo da média
mundial com 1,62 tCO
2
/tep em 2030, enquanto a média mundial seria de 2,46 tCO
2
/tep e os
países não-OECD 2,60 tCO
2
/tep em 2030 (EPE, 2008).
Gráfico 5 – Emissões de dióxido de carbono – evolução e cenários mundiais – 1971 a 2030
Fonte: Baseado em: IEA (2009); IEA (2007).
A variação da emissão de CO
2
de 1990 a 2007 para o total mundial, países OECD e
não-OECD é respectivamente 38%, 17,4%, 60,7%. Para o Brasil a variação das emissões é de
79,8%, o que reflete sua industrialização tardia. As previsões para o período de 2004 a 2030
são: 1,8% total mundial, OECD 0,8%, não-OECD 2,6% e Brasil 2,3% (IEA, 2007).
Apesar das projeções apontarem que o Brasil, em 2030, estará consumindo 2,4% da
energia mundial, por outro lado, o Brasil será responsável por 1,5% das emissões totais de
CO
2
. O Gráfico 6 relaciona as emissões de CO
2
relativas ao ano de 2006 do Brasil, da
América Latina e do mundo, segundo a oferta interna de energia, o PIB e por habitante.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
1971
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2007
2015
2020
2025
2030
Mt CO
2
Total Mundial
Não OECD
OECD
Dados
Históricos
Projeção
67
Gráfico 6 – Emissões de CO
2
– regiões selecionadas – 2006
Fonte: EPE (2008).
Verifica-se que em 2006 a quantidade média emitida de dióxido de carbono no Brasil
é inferior à média emitida pela América Latina que também é inferior à média mundial, em
relação aos três indicadores. Esse fato se deve em grande parte a matriz energética brasileira
ser constituída por energias renováveis e menos poluentes (hidreletricidade e biomassa),
comparada com as demais matrizes energéticas da América Latina e do mundo.
O Gráfico 7 exibe as emissões mundiais de dióxido de carbono por combustível
(carvão /turfa, petróleo e gás), expressas em milhões de toneladas, no período compreendido
de 1971 a 2007.
Gráfico 7 – Evolução das emissões mundiais de CO
2
por combustível – 1971 – 2007
Fonte: Baseado em: IEA (2009).
Brasil
América Latina
Mundo
tCO2/hab
1,76
2,14
4,28
tCO2/tep OIE
1,48
1,83
2,39
tCO2/103 US$ de PIB (2000)
0,43
0,54
0,74
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
1971
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2007
Mt CO2
Carvão e Turfa
Petróleo
Gás
68
O Gráfico 8 apresenta a participação por combustível nas emissões de CO
2
.
Comparando-se os anos de 1973 e 2006. Verifica-se que as emissões totais aumentaram em
quase 80%.
Gráfico 8 – Participação por combustível nas emissões mundiais de CO
2
– 1973 e 2006
Fonte: Adaptado de International Energy Agency, Key World Energy Statistics (2008).
Os resultados explicitados nos gráficos 7 e 8, refletem em grande parte, as mudanças
na oferta de energia no mesmo período. Dessa forma é possível estabelecer uma relação entre
a transferência da produção de países do continente americano e europeu, para o continente
asiático em específico a China e os Tigres Asiáticos (Hong Kong, Coréia do Sul, Singapura e
Taiwan), os quais para poderem aumentar sua produção utilizaram-se do carvão mineral para
obter energia e manter os índices crescentes de produção. Portanto é possível, a partir do
gráfico 7 compreender o porquê do crescimento quase parabólico das emissões de CO
2
, no
período que vai de 1971 a 2007.
Observa-se que para atender a demanda por produtos manufaturados houve um
crescimento mundial na ordem de emissões de 15.640 Mt CO
2
, em 1973, para 28.003 Mt CO
2
em 2006, e que a ordem percentual de emissões das fontes foi alterada, havendo um aumento
do carvão e turfa de 6,8%, do gás de 5%, de outras fontes 0,3%,e uma redução das emissões
do petróleo de 12%. Esse aumento das emissões devido à utilização de carvão,
provavelmente, se deve ao fato de que essa produção se deu em grande parte na China, a qual
utiliza como uma de suas principais fontes energéticas para o atendimento das suas
necessidades industriais o carvão mineral.
As emissões mundiais de CO
2
também estão representadas por regiões nos gráficos 9
e 10.
Petróleo
50,6%
Gás
14,4%
Carvão e
Turfa
34,9%
Outras
0,1%
1973 - 15.640 Mt CO
2
Petróleo
38,5%
Gás
19,4%
Carvão e
Turfa
41,7%
Outras
0,4%
2006 - 28.003 Mt CO
2
69
Gráfico 9 – Evolução das emissões mundiais de CO
2
por região – 1971 a 2007
Fonte: Baseado em: IEA (2007; 2009).
Nota: (*) Exceto China.
Do ano de 1973 para 2006, verifica-se uma redução de 19,8% na participação das
emissões mundiais para os países membros da OECD e, de 5,8% nas emissões da ex-União
Soviética. Houve, por outro lado, um aumento substancial nas emissões da China, em 14,5% e
demais países da Ásia 6,7%.
Gráfico 10 – Participação por região nas emissões mundiais de CO
2
– 1973 e 2006
Fonte: International Energy Agency, Key World Energy Statistics (2008).
Nota: (*) Exceto China.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
1971
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2007
Mt CO
2
OECD
Estados Unidos
China
África
América Latina
Ásia*
Ex-URSS
Não-OECD Europa
Oriente Médio
Brasil
65,8%
5,7%
1,9%
2,7%
3,0%
14,4%
1,7%
1%
3,8%
OECD
China
África
América Latina
Ásia*
Ex-URSS
Não-OECD Europa
Oriente Médio
Outros
1973 - 15.540 Mt CO
2
46,0%
20,2%
3,1%
3,5%
9,7%
8,6%
1%
4,6%
3,3%
OECD
China
África
América Latina
Ásia*
Ex-URSS
Não-OECD Europa
Oriente Médio
Outros
2006 - 28.003 Mt CO
2
70
O estudo dos dados sobre a evolução mundial de energia, comparados às emissões de
dióxido de carbono, conduz à reflexão de que é preciso, em caráter emergencial, reduzir a
participação de fontes fósseis na matriz energética mundial substituindo-as por fontes menos
poluentes e aumentar ainda mais a participação dessas fontes na matriz energética brasileira.
Os países signatários do Protocolo de Quioto se tem utilizado dos mecanismos de
flexibilização para o alcance das metas de redução de GEEs. Segundo dados compilados pelo
MCT (2010), há atualmente 5.740 atividades de projeto de MDL no mundo, o equivalente a
6,6 bilhões de tCO
2e
a serem reduzidas, das quais 2.008 estão registradas pelo Conselho
Executivo do MDL e 3.732 encontram-se em fases anteriores do ciclo de projeto. Do total de
atividades de projeto, a China ocupa o 1º lugar com 2.136 (37%), a Índia o 2º com 1.524
(27%) e o Brasil ocupa o 3º lugar, com 438 (8%). Dessas 438 atividades de projeto, 166 estão
registradas no Conselho Executivo representando 170,9 milhões de tCO
2e
, do total mundial de
2,6 bilhões de tCO
2e
a serem reduzidas durante o primeiro período
6
de obtenção de créditos
das atividades de projetos registradas (MCT, 2010).
A maior parte das atividades de projeto no Brasil refere-se à redução de dióxido de
carbono (64%), seguido pelo metano (35%), pelo óxido nitroso (1,1%) e pelo
perfluorcaboneto (0,5%). A predominância do CO
2
na balança de reduções pode ser explicada
pelo fato de que muitas atividades de projeto estão concentradas no setor energético: energia
renovável (49,1%), suinocultura (16,9%), troca de combustível fóssil (10%), aterro sanitário
(8,2%). As demais atividades, eficiência energética, resíduos, processos industriais, redução
de N
2
O, reflorestamento e emissões fugitivas somam 15,8%. Especificamente para o setor
energético, a capacidade total instalada das atividades de projeto no âmbito do MDL
aprovadas pela CIMGC é de 3.641MW, sendo que 38% são de hidrelétricas, 30% cogeração
com biomassa (bagaço), 22% com PCHs e 10% dividido entre eólica, outras biomassas e
biogás (MCT, 2010).
Outra forma de inserção no mercado de carbono é o Mercado Brasileiro de Redução
de Emissões – MBRE, uma iniciativa do Ministério de Desenvolvimento, Indústria e
Comércio e da Bolsa de Mercadorias e Futuros – BM&F. Iniciada em 2005, a implantação
dessa plataforma de negociação está em conformidade com o Protocolo de Quioto e estrutura-
se em dois eixos: o primeiro, o Banco de Projetos da BM&F, basicamente divulga aos
interessados a oferta de financiamentos ou a aquisição de créditos de carbono a serem
6
O primeiro período corresponde a no máximo 10 anos para projetos de período fixo ou de 7 anos para projetos
de período renovável (os projetos são renováveis por no máximo três períodos de 7 anos totalizando 21 anos)
(MCT, 2010).
71
gerados. O segundo eixo, integrado ao Banco de Projetos, refere-se ao sistema eletrônico de
leilões de créditos de carbono (OC, 2009).
4.3 DANOS AMBIENTAIS CLIMÁTICOS DECORRENTES DO USO DA ENERGIA
Os dados até aqui apresentados revelam que houve um aumento de quase 80% no
índice de emissões de dióxido de carbono nas últimas três décadas. Além disso, as previsões
apontam para um aumento de 50% deste índice até o ano de 2030, tomando por base as
emissões mensuradas em 2005. Este cenário pessimista requer a minimização dos danos
ambientais climáticos causados pela intervenção antrópica.
Estima-se que o uso da energia seja responsável por 60 a 65% das emissões dos
gases de efeito estufa, considerando todas as etapas envolvidas no processo de transformação
do recurso energético, desde a exploração, as formas de geração, o transporte, a distribuição e
o consumo dos insumos. O Quadro 2 mostra os prejuízos ambientais causados de forma direta
ou indireta pela energia.
Impactos ambientais
Relação com a energia
Aquecimento por efeito estufa e mudanças
climáticas
Queima de combustíveis fósseis
Chuva ácida
Queima de combustíveis fósseis na produção de energia
Poluição urbana do ar
Uso de energia na indústria e no transporte
Poluição do ar em ambientes fechados
Uso da energia para cozimento de alimentos (comum
em regiões pobres nas zonas rurais)
Desmatamento e desertificação
Produção de lenha
Degradação marinha e de áreas costeiras
Produção de petróleo, navegação, mineração.
Quadro 2 – Impactos ambientais causados pelo uso da energia
Fonte: Oliveira et al. (2004).
O impacto mais evidente da utilização de derivados de petróleo a partir da conversão
de energia pela combustão concentra-se nos resíduos atmosféricos emitidos pelos
escapamentos de veículos e chaminés industriais. Essa emissão resulta na poluição do ar nas
grandes cidades e na produção de smogs que se deslocam por distâncias de 200 a 300
quilômetros, atingindo pequenas cidades vizinhas, causando danos ambientais, econômicos e
sociais. Nos Estados Unidos, um dos países mais poluidores, os combustíveis consumidos por
72
automóveis e caminhões são responsáveis pela emissão de 67% do monóxido de carbono
(CO), 41% dos dióxidos de nitrogênio (NO
x
), 51% dos gases orgânicos reativos, 23% dos
materiais particulados e 5% do dióxido de enxofre (SO
2
). O setor de transporte com 30% das
emissões de CO
2
é um dos maiores responsáveis pelo aquecimento global, em conjunto com
as queimadas, resultando na poluição do ar por bilhões de toneladas de emissões de CO
2
.
Pode-se dizer que o ar está poluído se há uma ou mais substâncias químicas em
concentrações suficientes para causar danos nos seres vivos ou em materiais e características
físicas como ondas de som ou de calor também podem causar danos. Os poluentes são
classificados em primários, quando são lançados diretamente no ar (SO
2
, CO, poeira), ou
secundários, quando se formam na atmosfera por meio de reações químicas e condições
físicas específicas (SO
3
, H
2
SO
4
) (BRAGA et al., 2005).
A composição natural da atmosfera é resultado de uma combinação de processos
físico-químicos e biológicos iniciados a milhões de anos. Primeiramente a atmosfera era
composta apenas por gás carbônico e vapor d‟água, sem oxigênio livre. Com o surgimento da
hidrosfera e das primeiras plantas capazes de realizar a fotossíntese, surgiu o oxigênio, cuja
concentração aumentou até os níveis atuais. Atualmente a composição atmosférica é: 78,11%
de nitrogênio (N
2
), 20,95% de oxigênio (O
2
), 0,934% de argônio (Ar) e 0,033% de gás
carbônico (CO
2
) (BRAGA et al. 2005).
Os principais poluentes encontrados na atmosfera estão relacionados aos processos
energéticos, já que a maior parte deles tem sua origem durante a combustão: monóxido de
carbono CO; dióxido de carbono CO
2
; óxidos de enxofre SO
2
e SO
3
; óxidos de nitrogênio
NO
x
; hidrocarbonetos; oxidantes fotoquímicos; material particulado MP; metais; gás
fluorídrico HF; gás sulfídrico; e substâncias radioativas. O calor também é um tipo de
poluição do ar por energia. Ocorre principalmente com o lançamento de gases de alta
temperatura para o meio, liberados, na maior parte, nos processos de combustão.
As fontes poluidoras podem ser espacialmente consideradas: móveis (a chaminé de
uma indústria que emite poluentes) ou estacionárias (veículos que emitem poluentes de modo
disperso). As primeiras produzem cargas de poluição pontuais, enquanto que as segundas,
difusas. No controle da poluição essa diferenciação é essencial, pois o tratamento de cada uma
tem enfoques diferentes. A dimensão da área atingida pela poluição pode ter danos locais, ou
seja, uma área pequena como uma cidade; ou globais envolvendo todo o planeta como, por
exemplo, o efeito estufa, a chuva ácida e a destruição da camada de ozônio (BRAGA et al.,
2005).
73
Com a necessidade da minimização dos efeitos negativos das mudanças climáticas
globais, a Organização Meteorológica Mundial – OMM e a United Nations Environment
Programme - UNEP instituíram em 1988 o Painel Intergovernamental sobre Mudanças do
Clima – IPCC (em inglês), para estudar e divulgar levantamentos técnicos, socioeconômicos,
impactos e riscos à humanidade, a fim de criar mecanismos para adaptação e mitigação dos
efeitos.
Em fevereiro de 2007, o IPCC publicou o Quarto Relatório de Avaliação das
Mudanças Climáticas, denominado IPCC-AR4 (Alley et al., 2007 apud AVILA, 2007). Os
principais resultados, obtidos a partir de vários modelos, mencionam a elevação das
temperaturas médias da Terra entre 1,8ºC (cenário mais otimista) e 4ºC até 2100. Entretanto,
caso se mantenha o crescimento populacional, a economia e o consumo intenso de
combustíveis fósseis, a temperatura média da Terra poderá chegar a 6,4ºC. Porém, a
estimativa mais confiável refere um aumento médio de 3ºC, considerando a estabilização dos
níveis de CO
2
em 45% acima dos atuais.
Além disso, o Relatório do IPCC refere que a temperatura média da Terra aumentou
0,57ºC entre 1850 e 1899, ao passo que essa elevação passou para 0,95ºC entre 2001 e 2005.
As análises têm comprovado as mudanças no clima, destacando-se alterações na temperatura
do gelo do Ártico, na distribuição das precipitações, na salinidade dos oceanos, nos padrões
de ventos e eventos climáticos extremos como secas, intensas precipitações, ondas de calor e
intensidade dos ciclones tropicais (AVILA, 2007).
O Relatório conclui que a probabilidade de se explicar as mudanças climáticas
globais sem a interferência humana é muito pequena.
No Brasil, alguns estudos divulgados pelo Centro de Previsão de Tempo e
Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - CPTEC/INPE
(Quadro 3), mostram possíveis cenários do clima no país. Esses estudos foram
realizados em colaboração com o Departamento de Ciências Atmosféricas da
Universidade de São Paulo - USP/IAG e com a Fundação Brasileira de Desenvolvimento
Sustentável – FBDS, estudos da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária –
EMBRAPA e Agência Nacional de Águas – ANA e apresentam as projeções médias
para o Brasil, considerando os resultados dos modelos A2 e B2.
74
Região
Cenário B2
Otimista
Cenário A2
Pessimista
Precipitações
Amazônia
3 a 5ºC
4 a 8ºC
Reduções de chuvas em até 20%, com a savanização da
floresta. Morte de peixes, comprometimento do transporte
fluvial e da produção de usinas hidrelétricas.
Nordeste
2 a 3ºC
Até 4ºC
Redução das chuvas em 15%. A caatinga será substituída
por uma vegetação mais árida, tipo cactácea. Graves
crises no abastecimento de água e migração populacional,
gerando ondas de “refugiados ambientais”.
Centro-
Oeste
2 a 3ºC
4 a 6ºC
Chuvas concentradas em períodos curtos de tempo,
alternados com dias secos e veranicos. Erosão do solo e
comprometimento da biodiversidade do complexo
pantanal.
Sudeste
2 a 3ºC
4 a 6ºC
Dias mais quentes e invernos mais curtos. Ainda que a
chuva tendesse a aumentar na forma de eventos extremos,
mais intensos e freqüentes, as altas temperaturas do ar
comprometeriam a disponibilidade de água para a
agricultura, consumo e geração de energia, devido ao
acréscimo da evapotranspiração.
Sul
2 a 3ºC
3 a 4ºC
Secas mais freqüentes e chuvas restritas a eventos
extremos de curta duração. Inviabilização na produção de
grãos. Chuvas mais intensas causariam grandes impactos
em bairros pobres das cidades. Ventos intensos. Com
temperaturas mais altas e extremas em curto espaço,
ocorreriam mais doenças.
Quadro 3 – Projeção da variação da temperatura e umidade para o Brasil até 2100
Fonte: Adaptado de Avila (2007) e Marengo (2007).
Os modelos sugerem um aquecimento maior na região tropical da América do
Sul, porém apresentam grande variação espacial e diferem quanto ao local onde o
aquecimento será maior, se na Amazônia Oriental ou Ocidental. No que se referem às
precipitações, as incertezas são maiores, porém as projeções para o semi-árido
nordestino são mais confiáveis e prevêem que o clima poderá passar de semi-árido a
árido. Para a zona costeira os modelos sugerem uma elevação de 50 cm no nível do
Atlântico, o que implicaria na submersão de 100 m de praia em regiões como o Norte e
Nordeste. Populações teriam que ser realocadas, construções desapareceriam e
ecossistemas como os manguezais seriam afetados (MARENGO, 2007).
4.3.1 Efeito estufa e aquecimento global
Ao longo de sua história a Terra passou por ciclos naturais de resfriamento e
aquecimento, os quais têm sua origem em fatores externos como a mecânica celeste; ou
internos, como intensas atividades vulcânicas. Os vulcões lançaram gases à superfície
75
terrestre que se acumularam na atmosfera, formando uma espécie de bolha, originando um
efeito estufa natural. Nos últimos milhares de anos a Terra iniciou um período interglacial, ou
seja, um ciclo de aquecimento natural e atualmente, o efeito estufa mantém a temperatura
média da Terra em cerca de 15ºC.
Entretanto, a atividade industrial, desde o início, em 1750, tem interferido nos
padrões climáticos da Terra, o que indica que a atividade humana é um fator determinante
para o aquecimento do planeta.
Os gases de efeito estufa – GEE ou greenhouse gases – GHG, gás carbônico (CO
2
),
metano (CH
4
), óxido nitroso (N
2
O), ozônio troposférico (O
3
) e os clorofluorcarbonos (CFC),
capturam parte da energia solar refletida pela superfície terrestre na forma de radiação
infravermelha e a devolvem em forma de calor que se dissipa pela circulação do ar e dos
oceanos. Parte dessa energia retorna para o espaço, porém com o aumento das emissões dos
gases de efeito estufa essa dinâmica se altera retendo mais calor e, portanto, provocando a
elevação da temperatura global.
O carbono é o gás que impede a dissipação do calor do sol para as camadas mais
altas da atmosfera e para o espaço. Sua concentração aumentou em 31% desde a Revolução
Industrial e mais da metade desse aumento ocorreu nos últimos 50 anos. Em termos
quantitativos significa que as estimativas dos níveis de CO
2
na atmosfera, medidos em
partículas por milhão (ppm), apontam um aumento de 277 ppm para 317 ppm do ano de1760
a 1960 e, de 317 ppm para 371 ppm, do ano de 1960 a 2001. Ou seja, no primeiro período,
correspondente a 200 anos o aumento foi de 40ppm, enquanto que no segundo período,
correspondente a 41 anos esse aumento foi de 54ppm (MARENGO, 2007).
A concentração do metano na atmosfera também aumentou, provavelmente devido à
agricultura e ao uso de combustíveis fósseis. Com base no referido relatório do IPCC, Avila
(2007) afirma que a concentração de metano no período pré-industrial passou de 715 ppb para
1.732 ppb no início da década de 1990 e daí para 1.774 ppb em 2005.
Níveis diferentes de concentração de gases na atmosfera afetam o balanço de energia
do sistema climático. A alteração provocada por esses níveis é expressa em termos de forçante
radiativa que consiste na medida da importância de um mecanismo potencial de alteração do
clima:
O forçamento radiativo é a perturbação do balanço de energia do sistema Terra-
atmosfera (em Wm-2) em seguida, por exemplo, a uma mudança da concentração de
dióxido de carbono ou uma mudança da radiação do sol; o sistema climático
responde a um forçamento radiativo de modo a restabelecer o balanço de energia.
Um forçamento radiativo positivo tende a aquecer a superfície e um forçamento
76
radiativo negativo tende a esfriar a superfície. O forçamento radiativo é
normalmente citado como um valor médio global e anual. Uma definição mais
precisa do forçamento radiativo, como utilizada nos relatórios do IPCC, é a
perturbação do balanço de energia do sistema superfície-troposfera, após permitir
que a estratosfera reajuste-se a um estado de equilíbrio radiativo médio global [...]
chamado às vezes de „forçamento climático‟ (MARENGO, 2007, p. 160).
As forçantes radiativas constituem um parâmetro entre a participação humana e os
fatores naturais no aquecimento ou resfriamento global. Desde o Terceiro Relatório do IPCC
as observações e os modelos têm apontado melhores estimativas das forçantes radiativas.
Ainda assim, entre 1995 e 2005 a forçante radiativa do CO
2
aumentou 20%, o maior índice
registrado dos últimos 200 anos, no mínimo. (AVILA, 2007).
A capacidade individual que os gases têm para interferir na temperatura da Terra é
obtida por meio do indicador chamado potencial de aquecimento global – PAG (global
warming potential – GWP) e está relacionada ao tempo de permanência do gás na atmosfera e
às suas interações com outros gases e com vapor de água. Por exemplo, o PAG para o CO
2
é
1, para o CH
4
é 21, para o N
2
O é 270 (OLIVEIRA et al., 2004). Isto significa que o PAG do
CO
2
é 21 vezes menor que do CH
4
, ou seja, o metano é 21 vezes mais efetivo quanto à
absorção de calor do que o dióxido de carbono. Entretanto, o que faz do dióxido de carbono o
gás que mais contribui para o efeito estufa é o fato de sua concentração na atmosfera ser
milhões de vezes maior que a do gás metano.
Os processos relacionados ao uso da energia no mundo, tais como geração em usinas
termelétricas, contribuem significativamente para as emissões. O controle do efeito estufa está
diretamente ligado ao controle das emissões de CO
2
. A redução das emissões, por sua vez,
exige a redução da queima de combustíveis fósseis com a inserção de fontes renováveis
menos emissoras de gases estufa nas matrizes energéticas, além de programas de eficiência
energética para a redução de perdas nos processos de geração, transmissão, distribuição e uso
da energia.
4.3.2 Chuva ácida
É considerada ácida a “chuva” que apresenta pH inferior a 5,6. Várias atividades
antropogênicas produzem gases como o dióxido de enxofre (SO
2
) e óxidos de nitrogênio
(NO
x
), ambos provenientes da queima de combustíveis fósseis. Ao reagirem com vapor de
77
água na atmosfera, esses gases originam o ácido nítrico (HNO
3
) e o sulfúrico (H
2
SO
4
), os
quais chegam até a superfície por meio das precipitações ou condensações superficiais (chuva,
neve, partículas sólidas, neblina, nevoeiro.
Essa alteração foi identificada primeiramente por Smith, baseado em medições
realizadas na Grã-Bretanha entre 1840 e 1870. Smith provou que nos locais de maior
densidade populacional e onde havia queima de carvão, as concentrações de SO
4
-2
na chuva
eram maiores (OLIVEIRA et al., 2004).
Em áreas com intensa atividade industrial na Europa e Estados Unidos o pH chega a
atingir em torno de 3 e na América do Sul foram encontrados valores em torno de 4,7. Há
registros de pH dessa ordem na região amazônica, cuja provável origem é atribuída à
formação de ácido sulfídrico oriundo da oxidação do H
2
S (gás sulfídrico). Esse gás é
produzido nas áreas alagadas da região e a partir da queima de biomassa, formadora dos
ácidos orgânicos (fórmico e acético) (BRAGA et al., 2005).
As deposições ácidas provenientes de emissões de óxidos de enxofre e de nitrogênio
podem ser classificadas em seca e úmida. A seca refere-se à deposição desses gases
diretamente no solo (ou nas superfícies); e a úmida acontece quando essas substâncias se
oxidam e formam H
2
SO
4
e H
2
NO
3
que, dissolvidos em água, originam SO
4
e NO
3
.
No município de Cubatão (SP), importante parque industrial, muitos problemas
decorrentes da poluição lançada pelas indústrias locais foram detectados. A poluição
atmosférica, em especial, tornou-se um fator determinante na destruição da cobertura vegetal
dos morros e escarpas, acarretando em constantes escorregamentos na região. Calcula-se que
as emissões anuais de SO
2
em Cubatão sejam na ordem de 300.000 t/ano. Buscando controlar
os desastres desencadeados pela poluição, o Governo do Estado de São Paulo investiu em um
amplo programa para a melhora da qualidade ambiental, o qual prevê o monitoramento de
escorregamentos, o repovoamento da cobertura vegetal das encostas e ainda, sistemas de
tratamento e coleta de efluentes gasosos.
As cidades de São Paulo, Paulínia e São José dos Campos, situadas no Estado de São
Paulo, são regiões com tendência à formação da chuva ácida, reflexo dos altos níveis de
concentração de poluentes no ar, assim como a zona carbonífera no sul de Santa Catarina, que
emite 100.000 t de SO
2
/ano e Vitória (ES) que lança 23.000 t de SO
2
/ano (OLIVEIRA, et al.,
2004). Essas emissões são provenientes de processos de produção de energia a partir de usinas
térmicas a carvão mineral, ou na queima em caldeiras industriais.
A chuva ácida também traz prejuízos a monumentos e construções civis (pontes,
edifícios, etc.). As ruínas de Atenas, por exemplo, nos últimos 40 anos sofreram deterioração
78
equivalente ao observado nos dois mil anos anteriores. Tubulações de metal são corroídas
tornando-se uma ameaça à saúde humana, devido aos elementos metálicos contidos na água
que é destinada ao abastecimento público.
A acidificação dos solos é outro problema decorrente da chuva ácida e implica em
perdas na produção agrícola. Porém, o meio aquático talvez seja o mais afetado por esse
fenômeno que causa, principalmente, a acidificação em lagos de reservatórios para geração de
energia elétrica. Como conseqüências para as usinas têm-se o desgaste provocado pela água
no concreto, nas tubulações, turbinas e bombas. As conseqüências ambientais são a
diminuição da população de peixes e de alguns grupos de zooplancton, algas e plantas
aquáticas, interrompendo a cadeia alimentar dos lagos; a dificuldade de sobrevivência dos
moluscos em águas ácidas devido à dissolução do carbonato de cálcio; e a alta mortalidade de
anfíbios e seu elevado índice de insucesso no nascimento (OLIVEIRA et al., 2004).
Uma medida para o controle da chuva ácida seria uma redução da ordem de 50% nas
emissões de óxidos de nitrogênio (NO
x
) e de enxofre (SO
x
). Há no mercado tecnologias
eficientes para o controle desses óxidos. Entretanto, a solução desse problema exige medidas
políticas e econômicas, uma vez que são necessários grandes recursos e um tratamento
regional e global a esse problema. Os gases que acidificam as precipitações podem migrar
para áreas até 1000 km distantes do ponto em que foram emitidos, podendo gerar conflitos
internacionais. Na Europa, por exemplo, a chuva ácida proveniente das emissões da
Alemanha e da Inglaterra está causando a destruição de florestas na Escandinávia. O mesmo
acontece com o Canadá, cujas estimativas sugerem que 50% da chuva ácida que lá ocorre
provém dos Estados Unidos.
Tendo em vista todos os fatores nocivos a vida humana, animal, vegetal, ou seja, ao
sistema biótico, conforme acima mencionado, fica claro que é importante trocar os processos
de produção térmicos de energia que emitam NO
x
e SO
x
, por processos de geração de energia
envolvendo combustíveis que emitam menos gases capazes de provocar chuva ácida. Assim a
energia gerada a partir de termelétricas a carvão e derivados de combustíveis fósseis deve ser
substituída por geração a partir das concessionárias públicas ou de geração distribuída, tais
como PCHs, termelétricas a partir da biomassa, e geração solar residencial e predial, que
minimizem a emissão desses gases.
79
4.3.3 Poluição atmosférica em ambientes urbanos
A poluição do ar nas cidades é um problema detectado desde as primeiras
aglomerações urbanas. Nos séculos XIX e XX, com a Revolução Industrial Inglesa e o
industrialismo, porém, o problema se agravou, impulsionado pelo crescimento do número de
habitantes que acarretou maior consumo de produtos e aumentou o número de veículos em
circulação. Aumentam, portanto, os níveis de poluentes no ar, já que é necessário um maior
consumo energético e como conseqüência, a poluição atmosférica nas grandes cidades causa
diversas doenças respiratórias, muitas vezes levando a óbitos.
Um estudo na cidade de São Paulo inventariou as principais fontes de poluição e sua
contribuição para cada tipo de poluente analisado. Foi identificado que as fontes fixas são
responsáveis pela maior porcentagem de emissão de MP (material particulado). As fontes
móveis, por sua vez, produzem a maior quantidade de CO, HC, SO
x
e NO
x
e O
3
, este último
resultante da reação dos gases emitidos pelos veículos e a ação da radiação solar. Com a
adição de 22% de etanol à gasolina, a concentração de CO diminuiu sem, entretanto, alterar as
concentrações de HC e NO
x
(BRAGA et al., 2005).
Segundo Oliveira et al. (2004), o aquecimento doméstico, o funcionamento de motores
de combustão interna, a geração de energia, os processos industriais e a incineração de
resíduos sólidos constituem as principais fontes urbanas de poluição, conforme o Quadro 4.
Fonte
Particulados
Emissões gasosas
Caldeiras e fornos industriais
Cinzas e fuligem
NO
x
, SO
2
, CO, aldeídos, ácidos orgânicos,
3,4-benzopireno
Motores de combustão interna
Fuligem
CO, NO
x
, aldeídos, hidrocarbonetos 3,4-
benzopireno
Indústria de refino de petróleo
Pó, fuligem
SO
2
, H
2
O, NH
3
, NO
x
, CO, ácidos,
hidrocarbonetos, aldeídos, cetonas
Indústria química
Pó fuligem
Depende do processo, ex: SO
2
, CO,
hidrocarbonetos, solventes
Metalurgia e química do
coque
Pó, óxidos de ferro
SO
2
, NH
3
, NO
x
, CO, compostos de flúor,
substâncias orgânicas
Indústria extrativa mineral
Pó
Depende do processo, ex: CO, compostos de
flúor
Indústria alimentícia
Pó
NH
3
, H
2
S (multicomponentes de compostos
orgânicos)
Indústria de materiais de
construção
Pó
CO, compostos orgânicos
Quadro 4 – Fontes de poluição e seus poluentes
Fonte: Oliveira et al. (2004).
80
Para os referidos autores, nos países mais desenvolvidos, a indústria e o transporte
constituem as principais fontes de CO, enquanto que nos países em desenvolvimento, a
principal fonte é representada pela combustão ineficiente de combustíveis fósseis e madeira
em fornalhas, fogões e caldeiras.
Os sistemas energéticos constituem 90% das fontes das emissões dos dióxidos de
enxofre. O ozônio, formado na atmosfera a partir de compostos hidrocarbonetos voláteis e
NO
x
em presença de luz solar, além de ser altamente maléfico ao sistema respiratório
humano, também danifica a cobertura vegetal, sendo considerado o principal agente na
formação de neblina e fumaça. De modo geral, as emissões dos poluentes mostrados no
referido quadro tem reduzido nas últimas duas décadas, exceto o NO
x
, cujas concentrações
vem aumentando consideravelmente (OLIVEIRA et al., 2004).
4.3.4 Transformação e uso de energéticos e danos climáticos
Todos os processos envolvendo o uso da energia, desde a exploração dos recursos
energéticos, passando pelas diversas formas de geração, transporte, distribuição e
principalmente o uso final, causam impactos atmosféricos diretos ou indiretos.
A etapa da exploração dos recursos, em geral, apresenta influências climáticas menos
expressivas, quando comparada às demais. Entretanto, um impacto bastante significativo
constatado nesta fase, refere-se à biomassa, quando da queima prévia na colheita da cana de
açúcar. A colheita manual é aplicada em cerca de 75% dos canaviais brasileiros, nos quais
predomina a prática da queima para eliminação da palha. Apesar disso, quando apresenta
manejo adequado, a biomassa, em relação às emissões, tende a apresentar balanço zero, uma
vez que não emite óxidos de nitrogênio e enxofre, e o dióxido de carbono emitido pela queima
é captado na fotossíntese. A opção da colheita mecanizada seria uma alternativa à queima,
contudo, nem todos os canaviais são adequados a essa tecnologia. Outro dano climático
relacionado à biomassa é o desmatamento de grandes áreas destinadas ao cultivo de
monoculturas.
Na fase da geração e transformação de energia observa-se a emissão de gases
poluentes e material particulado para o petróleo, o carvão mineral e em menores quantidades
para o gás natural.
81
A energia geotérmica emite gases poluentes como o H
2
S e o CO
2
, porém em uma
quantidade muito menor que os combustíveis fósseis. No que diz respeito à energia
proveniente do gradiente térmico, é difícil equacionar os impactos provenientes do
funcionamento de uma OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion). Sabe-se, com poucas
evidências, que a utilização desse tipo de fonte pode mudar o clima local ou global, uma vez
que provoca mudanças na temperatura e salinidade da água. Além disso, corre-se o risco da
liberação do dióxido de carbono armazenado em águas oceânicas profundas, quando do seu
bombeamento e envio para o condensador (FUJII et al., 2004).
O risco relacionado à energia nuclear é eminente em qualquer fase do uso dessa
energia. Em termos atmosféricos, o dano estaria relacionado ao comprometimento da
qualidade do ar, caso haja liberação de material radioativo, com o UF
6
. Esse composto, em
contato com a umidade do ar, produz HF e fluoreto de urânio, os quais representam riscos à
saúde humana, uma vez que a sua inalação pode levar a óbito.
As fontes mencionadas, apesar de causarem alterações na composição atmosférica e
de, em alguns casos, emitirem poluentes, apresentam uma magnitude bem abaixo, em termos
de emissões, do que os poluentes lançados, principalmente a partir da etapa do uso de
combustíveis fósseis.
O transporte do carvão da mina para a usina de beneficiamento e para o consumidor
é realizado por teleféricos, correias transportadoras e caminhões, ocorrendo a dispersão de
material particulado. O transporte da biomassa é feito em veículos, geralmente movido com
combustível fóssil, que emite poluentes no ar. Da mesma forma, no que se refere à
distribuição das fontes de energia, o dano climático detectado é a emissão de poluentes na
atmosfera, proveniente do transporte da energia em caminhões, ou seja, pelo uso de
combustível fóssil nos veículos.
Quanto ao uso da energia, em termos globais e no nível das comunidades, os
combustíveis fósseis constituem a principal causa da poluição atmosférica. O segmento de
transportes, que usa principalmente fontes derivadas do petróleo, está em crescimento devido
ao aumento populacional e da urbanização, o que acarreta aumento de emissões poluentes.
Cerca da metade das residências no mundo usa combustível sólido, biomassa e carvão na
cocção e aquecimento. Grande quantidade de poluição do ar advém desta prática que deve
responder por aproximadamente 4 a 5% da incidência de doenças no mundo (CÉO et al.,
2004). O uso da energia é responsável por dois terços das emissões antropogênicas mundiais
de gases de efeito estufa e, portanto, é a atividade humana que está mais diretamente
associada à mudança climática em potencial (CÉO et al., 2004).
82
Ressalta-se que, sob o ponto de vista atmosférico, o desmatamento também provoca
mudanças no clima e essa é uma prática necessária a exploração e geração de vários tipos de
fontes de energia, como na construção de dutos para o transporte do gás natural, na instalação
de torres de transmissão, na perfuração de poços e instalação de infra-estrutura de apoio.
Entre as atividades humanas relacionadas ao uso da energia que causam mais
impactos ambientais estão à produção de eletricidade, o transporte, a indústria de
transformação, e o macrossetor da construção civil.
Do consumo mundial de energia primária, aproximadamente um terço destina-se à
geração de eletricidade. Pode-se afirmar que essa proporção vai aumentar considerando que
há no mundo dois bilhões de pessoas sem acesso à energia elétrica e que, em contrapartida, há
programas para garantir esse acesso a população. Embora isto seja uma das premissas para um
desenvolvimento sustentável, o aumento na geração de eletricidade significa mais poluentes
no ar. A geração a partir de combustíveis fósseis implica um aumento da concentração de
óxidos de enxofre e de nitrogênio, dióxido de carbono, metano, monóxido de carbono e
particulados na atmosfera (OLIVEIRA et al., 2004). As usinas nucleares, pelo fato de não
usarem combustão de hidrocarbonetos, são as que menos emitem esses poluentes e as usinas a
gás natural emitem, em geral, menos poluentes que a maioria das fontes.
O transporte consome cerca de um terço da produção mundial de derivados do
petróleo. Os números indicam uma frota mundial crescente, próximo a 15 milhões de
unidades por ano e uma projeção para 2030 de 1 bilhão de veículos em circulação. Segundo
Oliveira et al. (2004), o transporte responde por mais de 70% de todas as emissões de CO
mundiais; mais de 40% das emissões de NO
x
; quase 50% dos hidrocarbonetos totais; em torno
de 15% das emissões de CO
2;
aproximadamente 80% das emissões de benzeno; e pelo menos
50% das emissões atmosféricas de chumbo.
O setor industrial de países desenvolvidos consome em torno de 35 a 40% do uso da
energia e esse índice aumenta para os países em desenvolvimento. A produção de papel, de
metais primários como o alumínio, químico e de petróleo são os que consomem energia mais
intensamente. Os mesmos autores afirmam que 20% de toda a poluição lançada na atmosfera
provêm de fontes industriais e que as emissões têm reduzido nas últimas décadas:
As atividades industriais são as principais fontes de metais pesados altamente
tóxicos, como cádmio, arsênico, chumbo e mercúrio, além de indiretamente
contribuírem para os danos causados pelas precipitações de sulfatos e nitratos.
Somado a isso há o fato de elas consumirem grandes quantidades de energia que,
dependendo da fonte empregada, podem causar outros danos ao meio ambiente. O
uso de solventes industriais, a produção de plástico e a refrigeração, utilizada nos
83
processos industriais contribuem para a destruição da camada de ozônio
estratosférica. No começo da década de 1990 estimava-se que havia no mercado
cerca de 100 mil substâncias químicas, e que, a cada ano, mil novas se tornavam
disponíveis. Devido aos altos custos, apenas quinhentas delas, a cada ano, podem ser
testadas pelas instalações mundiais. Isso indica que novos problemas ambientais e
de saúde poderão surgir com o passar dos anos (OLIVEIRA et al., 2004, p. 60-61).
O macro setor da construção civil abrange as atividades de extração e beneficiamento
de matérias-primas, produção de materiais, componentes e equipamentos, transporte,
processos de construção, operação e manutenção de edificações e de infra-estrutura. Todos os
processos dessa cadeia produtiva consomem muita energia. A produção de cimento, por
exemplo, lança 5% das emissões totais de CO
2
originárias das atividades humanas; desse total
40% resultam da queima de óleo, 50% do processo químico de dissolução térmica do
carbonato de cálcio (CaCO
3
) e 10% do uso de energia elétrica e transporte (World Business
Council for Sustainable Development, 2002, apud OLIVEIRA, 2004).
Para diminuir o consumo energético, o setor tem investido no planejamento urbano e
em projetos de edificações inteligentes que evidenciem a iluminação natural, o uso de energia
solar e materiais alternativos com uso da reciclagem.
Nesse sentido, Casagrande Jr. (2009) sugere uma arquitetura bioclimática para
orientar as diretrizes de projeto e a concepção de edificações, levando em conta as condições
climáticas locais e procurando evitar o desperdício de energia e materiais. O pesquisador
afirma que é necessário um uso sustentável da energia tomando como recursos passivos de
climatização o sol, a iluminação natural, o vento e a vegetação, os quais devem ter sua
utilização otimizada para obter uma habitação arejada, iluminada, e assim, reduzir a
necessidade de iluminação e climatização artificiais. O projeto elétrico deve envolver fontes e
sistemas energéticos baseados em recursos renováveis e menos poluentes, tais como energia
solar fotovoltaica e fototérmica, energia eólica e equipamentos tanto de aquecimento, quanto
de iluminação que considerem a conservação e a eficiência energética.
A compreensão dos danos ambientais climáticos causados pelos processos que
envolvem a energia constitui uma base importante para a tomada de decisões que contribuam
para otimizar a regulação dos processos homeostáticos dos sistemas internos do planeta.
Devido ao caráter dinâmico da natureza, a manifestação de um impacto ambiental
geralmente acontece em um lugar diferente daquele em se originou. Por isso, quando se trata
de danos ambientais climáticos, em particular, é necessário o esforço conjunto dos países a
fim de diminuir as emissões dos gases poluentes.
84
4.3.5 Impactos ambientais e emissões de GEE da hidreletricidade
Os impactos ambientais da região onde são implantadas usinas hidrelétricas, mais
especificamente em regiões próximas a barragem e a jusante do rio, ocorrem em todas as
etapas do empreendimento: no planejamento (projeto), na construção e na operação das
usinas. A magnitude dos impactos depende do local e tamanho do empreendimento, ou seja,
das características do rio, da bacia de drenagem e da área alagada, além da tecnologia
empregada. Porém, hoje os impactos podem ser mitigados e estão previstos nas ações
ambientais que as empreendedoras devem cumprir para atender exigências legais
(FURTADO, 2001).
Dentre os impactos ambientais causados pelos empreendimentos hidrelétricos está o
assoreamento, a inundação de áreas agriculturáveis, impactos na flora e na fauna, alteração do
fluxo de água, além de emissões de GEE.
O assoreamento, ou seja, o aumento da quantidade de sedimentos que escoam para o
rio provoca alteração do fluxo de água e o excesso de sedimentos acumulados no reservatório.
Esse processo reduz o volume de água útil do reservatório diminuindo os seus benefícios, isto
é, geração de energia elétrica, suprimento de água para irrigação, controle do fluxo de água no
caso de enchentes e criação de peixes.
A inundação de áreas agriculturáveis provocada pelo enchimento do reservatório e a
utilização de áreas durante a construção da barragem causam impactos em atividades do setor
primário, como a agropecuária. A retenção de sedimentos e a consequente redução de
nutrientes à jusante do rio, produz a diminuição da fertilização natural e gera gastos adicionais
à agricultura.
A construção do reservatório e sua inundação causam impacto direto na fauna e flora
local, por perda de hábitat e pela morte de espécimes animais e vegetais. A barragem causa a
interrupção do fenômeno da piracema e, portanto a ruptura do ciclo reprodutivo de algumas
espécies de peixes que sobem o rio em busca de áreas mais propícias para desova, podendo
provocar a extinção de algumas espécies. Esse impacto está diminuindo pela construção de
canais laterais às represas, na forma de escadas ou rampas que permitem a migração dos
peixes. A formação dos reservatórios cria um ambiente adequado para o surgimento de
vetores causadores de doenças como leishmaniose, chagas e esquistossomose (FURTADO,
2001).
85
A mudança do fluxo de água de lótico para lêntico na região à montante do rio causa
diminuição de espécies devido à perda de hábitat, distúrbios físicos, químicos e biológicos
causando desequilíbrio ecológico e danos a biodiversidade local, aquática, aérea e terrestre.
Essa mudança no hábitat ao redor da represa cria condições adequadas para o aumento de
comunidades de macrófitas aquáticas. A regularização do fluxo de água que atua nos picos de
cheias e vazantes e a diminuição de sedimentos retidos no reservatório, à jusante, impacta as
condições da margem do rio, gerando perdas de habitat e prejudicando a troca de nutrientes
entre o meio ambiente aquático e o terrestre (FURTADO, 2001).
As emissões de GEE a partir da hidreletricidade também constituem impactos que
ocorrem durante todas as etapas do empreendimento. No projeto e construção, os gases
emitidos estão mais relacionados ao transporte de material e à movimentação das máquinas
para a construção da barragem. Já na operação da usina os gases, particularmente o metano e
o dióxido de carbono, são emitidos pelo reservatório inundado.
A decomposição anaeróbica do material orgânico submerso no reservatório após o
seu alagamento produz a emissão de GEE. Essa matéria orgânica é composta basicamente da
biomassa existente na área alagada, do material orgânico oriundo da bacia de drenagem e da
produtividade primária do reservatório.
O reservatório da hidrelétrica represa as águas e inunda os solos, desencadeando
atividade biológica que degrada a matéria orgânica, mineralizando-a e liberando CO
2
que se
eleva através da coluna d‟água, atingindo a superfície água-ar e difundindo-se na atmosfera.
Nos solos alagados ou no hipolímnio (fundo do reservatório), a decomposição anaeróbica
bacteriana cria zonas anóxicas (sem a presença de oxigênio), as quais propiciam a
metanogênese (formação de CH
4
) e a desnitrificação (formação de N
2
O) (SANTOS, 2008).
Fearnside (2008) afirma que reservatórios situados em áreas de baixas latitudes
possuem grandes áreas de deplecionamento, onde a vegetação herbácea, de fácil
decomposição, cresce rapidamente e se decompõe no fundo do reservatório quando o nível
d‟água sobe, produzindo metano. Assim, a vegetação da zona de deplecionamento constitui
uma fonte permanente desse gás. Tal fenômeno difere do grande pulso de emissão
proveniente da decomposição dos estoques iniciais de carbono da biomassa preexistente.
Nos reservatórios há uma barreira estratificada por temperatura chamada termoclina,
a qual isola a água superficial da camada do fundo, rica em metano. As turbinas e vertedouros
puxam a água de camadas abaixo da termoclina e ao emergir, grande parte da carga de metano
dissolvido é liberada para a atmosfera. Além disso, a decomposição da copa das árvores da
86
floresta inundada que fica acima da lâmina d‟água, constitui outra fonte significativa de
emissão de GEE nos primeiros anos após a formação do reservatório (FEARNSIDE, 2008).
Para Fearnside (2008) o cálculo de emissões de GEE de reservatórios hidrelétricos é
importante para o processo de tomada de decisão em investimentos públicos nas várias opções
para geração e conservação de energia elétrica. A soma das emissões de CH
4
resultante das
reações anaeróbicas com as emissões de CO
2
provenientes das emissões aeróbicas resulta na
emissão líquida de GEE dos empreendimentos hidrelétricos. Segundo Santos, 2000, apud
Furtado (2001), as emissões médias das hidrelétricas brasileiras para o CO
2
são de 356,88
mg/m
2
.dia e para o CH
4
são de 18,29 356,88 mg/m
2
.dia.
Na contabilidade das emissões deve-se considerar a emissão relacionada à
construção das usinas hidrelétricas, pois para cada 278 MWh de eletricidade gerado necessita-
se 500kg de cimento, 150kg de aço e 1kg de explosivos, o que causa uma emissão GEE de
aproximadamente 4,3g de CO
2e
/kWh. No Canadá, um estudo realizado por Dubeau, 1996
apud (SANTOS, 2008), estimou 3,6g de CO
2e
/kWh, nas atividades de construção com tempo
de instalação de 50 anos e essa quantidade sobe para 10g de CO
2e
/kWh para hidrelétricas de
pequeno porte.
Em 2006 o Ministério da Ciência e Tecnologia publicou o primeiro inventário
brasileiro de emissões antrópicas de CO
2
e CH
4
por reservatórios hidrelétricos. Para o estudo
foram selecionados sete reservatórios, seguindo os seguintes critérios: abrangência latitudinal
de grande parte do território brasileiro, tempo de fechamento do reservatório (antigos e
recentes), reservatórios com presença de atividades antrópicas e outros com preservação das
condições naturais, e reservatórios com tempo médio de residência da água variável.
As principais características dos reservatórios selecionados, cujas latitudes variam
entre 2ºS e 25ºS e idades de inundação variando entre um e 20 anos, estão descritas no
Quadro 5. Outros dois reservatórios, Itaipu e Serra da Mesa, cujos inventários foram
realizados em momentos anteriores também foram incluídos nas análises.
Para a captação das emissões foram utilizados dois procedimentos, as câmaras de
difusão molecular e funis coletores de bolhas. Em todos os reservatórios do estudo, o CO
2
é
mais emitido por difusão. Porém, como este gás faz parte do ciclo natural do carbono, foram
constatados casos de absorção de CO
2
pelo corpo d‟água, através da fotossíntese da produção
primária do lago. Já o CH
4
é emitido tanto por bolhas quanto por difusão molecular (MCT,
2006).
87
Usinas
Bioma
Potência
(MW)
Reservatório
(Km
2
)
Densidade
de potência
(W/m
2
)
Média das campanhas
Kg/km
2
/dia
t/ano
CH
4
CO
2
C-CH
4
C-CO
2
Miranda
(MG)
Cerrado
390
50,6
7,71
154,15
4.388
2.135
22.104
Três
Marias
(MG)
Cerrado
396
1.040
0,38
196,28
1.117
55.880
115.650
Barra
Bonita
(SP)
Mata
Atlântica
140,76
312
0,45
20,89
3.985
1.784
123.779
Segredo
(PR)
Mata
Atlântica
1.260
82
15,37
8,79
2.695
197
22.000
Xingó
(AL, BA,
SE)
Caatinga
3.000
60
50
40,09
6.138
659
36.663
Samuel
(RO)
Amazônia
216
559
0,39
104,02
7.448
15.918
414.430
Tucuruí
(PA)
Amazônia
4.240
2.430
1,74
109,36
8.475
72.749
2.050.051
Serra da
Mesa
Cerrado
1.275
1.784
0,71
51,1
3.973
-
-
Itaipu
Mata
Atlântica
12.600
1.549
8,13
20,8
171
-
-
Quadro 5 – Caracterização dos reservatórios e média dos resultados das medições de GEE
Fonte: MCT (2006).
O inventário menciona grande variabilidade na intensidade das emissões, a qual está
relacionada a diversos fatores, dentre os quais: temperatura, profundidade no ponto de
medição, regime de ventos, insolação, parâmetros físico-químicos da água, composição da
biosfera e regime de operação do reservatório. Para o CO
2
, na combinação desses fatores, foi
percebido que as emissões tendem a sofrer leve influência da latitude, ou seja, em latitudes
maiores os reservatórios tenderiam a apresentar menores taxas de emissão. Entretanto, para o
CH
4
, por exemplo, esta constatação não está sempre presente. Ainda que o carbono do CH
4
seja oriundo de fontes naturais, é um gás de maior GWP. Parte da emissão de CO
2
pode ser
atribuída ao ciclo natural do carbono, na interface atmosfera-água do reservatório. A outra
parte pode ser atribuída à decomposição da biomassa ocasionada pelo reservatório.
De acordo com o estudo, existe uma baixa relação entre a idade do reservatório e as
emissões, bem como ao tipo de vegetação. Isto significa que as emissões não estão associadas
apenas à decomposição da biomassa preexistente, mas possivelmente, à decomposição do
material orgânico oriundo da montante da bacia de drenagem, ou seja, carbono da biomassa e
do solo e eventual lançamento de esgoto e águas residuais, e da matéria orgânica produzida no
lago. Tal fato dificultou a distinção entre as emissões pelos reservatórios e as emissões que
ocorreriam mesmo na ausência da barragem (MCT, 2006).
88
A profundidade e a distribuição da biomassa submersa influenciam as emissões, as
quais também variam no tempo, possivelmente com um pico rápido, que ocorre logo após a
submersão, depois da qual seguem a uma taxa desconhecida. Conforme o regime de operação
da usina pode ocorrer rápida depleciação. Este fenômeno foi verificado nos reservatórios de
Três Marias e Samuel, onde ocorreu intensa metanogênese devido à decomposição da
vegetação herbácea (MCT, 2006).
Segundo o inventário, em termos gerais, pode-se diminuir o risco de emissões de
GEE evitando-se a baixa densidade de potência (W/m
2
) na escolha dos reservatórios e
desmatando-se a área a ser transformada em reservatório antes da inundação.
Ainda que as taxas de emissões apresentadas pelo inventário não sejam totalmente
antrópicas, as hidrelétricas pesquisadas, de modo geral, possuem emissões associadas mais
baixas que termelétricas equivalentes, como mostra a Tabela – 1.
Tabela 1 – Comparação das emissões de GEE entre hidrelétricas e termelétricas equivalentes
EMISSÃO DA
HIDRELÉTRICA
1
EMISSÕES DA TERMELÉTRICA EQUIVALENTE
2
Carvão
3
C. simples
Óleo
4
C. simples
Diesel
5
C. simples
Gás
6
C. simples
Gás
7
C.combinado
Hidrelétricas
tC/ano
tC-CO
2
/ano
tC-CO
2
/ano
tC-CO
2
/ano
tC-CO
2
/ano
tC-CO
2
/ano
Tucuruí
2.602.945
4.661.873
4.702.228
4.501.659
4.330.284
2.598.170
Samuel
535.407
237.492
239.547
229.330
220.599
132.360
Xingó
41.668
3.298.495
3.327.048
3.185.136
3.063.880
1.838.328
Serra da Mesa
895.373
1.402.860
1.413.995
1.353683
1.302.149
781.289
Três Marias
540.335
435.401
439.170
420.438
404.432
242.659
Miranda
38.332
428.804
432.516
414.068
398.304
238.983
Barra Bonita
137.341
154.765
156.105
149.447
143.757
86.254
Itaipu
93.269
13.853.680
13.973.602
12.377.571
12.868.296
7.720.978
Segredo
23.497
1.385.368
1.397.360
1.337.757
1.286.830
772.098
Total
4.908.166
25.857.739
26.081.572
24.969.088
24.018.532
14.411.119
Fonte: Adaptado de MCT (2006).
Notas:
1
Média das campanhas. Inclui o carbono do CH
4
(GWP conforme IPCC, 1996) e do CO
2
: (CH
4
x 12/16 x 7,6 +
CO
2
x 12/44) x 365 / 1000;
2
Potência da hidrelétrica x 0,5 x 365 x 24 x fator de emissão de CO
2
/ eficiência do combustível. Foi usado um
fator, denominado energia incremental (50%), que leva em consideração o acréscimo de energia assegurada
total num sistema interligado devido a cada hidrelétrica.
3
Fator de emissão de CO
2
do carvão mineral, ciclo simples: 0,09288 tC/MWh, com eficiência de 37%;
4
Fator de emissão de CO
2
do óleo combustível, ciclo simples: 0,07596 tC/MWh, com eficiência de 30%;
5
Fator de emissão de CO
2
do óleo diesel, ciclo simples: 0,07272 tC/MWh, com eficiência de 30%.
6
Fator de emissão de CO
2
do gás natural, ciclo simples: 0,05508 x 1,27 tC/MWh, com eficiência de 30%;
7
Fator de emissão de CO
2
do gás natural, ciclo combinado: 0,05508 x 1,27 tC/MWh, com eficiência de 50%;
No caso do gás natural, os fatores de emissão incluem o fator 1,27, devido a 4,7% de perdas fugitivas e
considerando o GWP molar de 7,6 para o metano.
89
As hidrelétricas com maior densidade de potência (Xingó, Itaipu, Segredo e
Miranda) apresentam melhores desempenhos, inclusive em relação às termelétricas com a
tecnologia mais moderna, a gás natural com ciclo combinado e eficiência de 50%. Porém,
hidrelétricas com baixa densidade de potência apresentam desempenhos pouco acima ou
piores que termelétricas equivalentes (MCT, 2006).
Assim, o inventário aponta que hidrelétricas como Itaipu, Xingó e Segredo emitem
pouco carbono em comparação com térmicas equivalentes. Miranda é considerada
intermediária em termos de emissões, já as hidrelétricas Três Marias e Samuel emitem mais
carbono. Entretanto, nos resultados não está quantificada a matéria orgânica oriunda da
montante da bacia, não sendo possível distingui-la da decomposição da biomassa submersa no
reservatório. Ainda assim, na maioria dos casos estudados no inventário, comparando-se
hidrelétricas com termelétricas equivalentes, as hidrelétricas representam uma alternativa
mais viável para geração de energia elétrica com mitigação de GEEs (MCT, 2006).
4.4 POLÍTICAS BRASILEIRAS DE CONTROLE DE EMISSÃO
4.4.1 Política brasileira de controle de poluição do ar
A poluição do ar por veículos tem sido foco de preocupações no Brasil há algumas
décadas. Em 1986 essas preocupações refletiram-se na Resolução n°. 18 do Conama, a qual
cria o Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos Automotores – Proconve. Suas
diretrizes iniciais para diminuição de emissões foram reforçadas pela Lei n°. 8.723/1993 que
estabelece a obrigatoriedade da tomada de providências necessárias para a redução dos níveis
de emissão dos poluentes de origem veicular.
O programa tem o objetivo principal de reduzir a contaminação atmosférica por meio
da fixação de limites máximos de emissão, induzindo o desenvolvimento tecnológico dos
fabricantes e determinando que os veículos e motores atendam àqueles limites máximos.
Assim, procura diminuir as emissões oriundas de automóveis e melhorar a qualidade dos
combustíveis ofertados no mercado.
Além disso, determina a certificação de protótipos em veículos de produção (os
fabricantes devem garantir um baixo potencial poluidor aos veículos novos e uma baixa taxa
90
de deterioração das emissões ao longo de sua vida útil); a autorização do Ibama para uso de
combustíveis alternativos; o recolhimento ou reparo de veículos e motores que não esteja em
conformidade com a produção ou projeto; proíbe a comercialização de modelos de veículos
não homologados; e o estabelecimento de programas de Inspeção e Manutenção. As
exigências aplicam-se tanto a veículos nacionais, quanto aos importados (MRE et al., 2008).
O Proconve controla as emissões em dois momentos: o primeiro diz respeito aos
limites legais fixados para os veículos novos. O segundo refere-se à manutenção dos veículos
em uso, para preservar os ganhos ambientais decorrentes das inovações tecnológicas
incorporadas aos veículos, cuja responsabilidade é atribuída aos proprietários.
Nos primeiros anos do programa, para o controle de emissões, havia a necessidade
do uso de catalizadores fixados no escapamento dos automóveis e injeção eletrônica de
combustível ao invés de carburadores. Porém, a vida útil dos catalizadores era muito curta
devido ao chumbo tetraetila adicionado à gasolina. Decorrente de avanços tecnológicos,
particularmente pela Petrobrás, o chumbo tetraetila da gasolina foi substituído pelo álcool
anidro em 1989, o que tornou o Brasil o primeiro país a retirar esse componente altamente
poluente de sua matriz energética (MRE, et al., 2008).
A Resolução n° 18 de 1986 estabeleceu que o controle de emissões para veículos
leves de passageiros (automóveis) ocorreria em três fases. Atualmente a terceira fase está em
curso, na qual o fabricante e/ou importador são levados a usar tecnologias de ponta para a
formação de mistura e controle eletrônico do motor.
Como as emissões de motocicletas e similares aumentaram, foi criado o Promot -
Programa de Controle da Poluição do Ar por Motociclos e Veículos Similares, cujas diretrizes
foram estabelecidas pela Resolução Conama n° 297/2002. Assim como o Proconve, o Promot
estabelece um período de tempo para as melhorias tecnológicas requeridas. A Instrução
Normativa Ibama n° 17/2002 e a Resolução Conama n° 342/2003, estabeleceram limites
EURO III para os motociclos em 2009, sendo atendidas por fabricantes e os importadores já
em 2003. Para a Cetesb – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo o resultado da
iniciativa foi uma redução em 2/3 dos fatores de emissão de monóxido de carbono,
comparado aos modelos anteriores sem controle de emissões (MRE et al., 2008).
O Proconve é considerado um dos programas ambientais mais bem sucedidos devido
aos resultados significativos na redução de emissões por automóveis a gasolina e a álcool,
analisado no período de 1980 a 2004 (em g/km): CO de 54 para 0,35-0,82, HC de 4,7 para
0,11-0,17 e NO de 1,2 para 0,08-0,09.
91
Porém, o programa não trata de uma possível substituição para circulação de
automóveis com motores elétricos em substituição aos automóveis movidos por motores à
combustão nas cidades. Em Londres, na parte central da cidade existe uma rede de
abastecimento elétrico subsidiada pelo governo, para recarregar as baterias do referidos
veículos. Embora se tenha o problema da reciclagem das baterias ao final da vida útil desses
veículos, a melhoria da qualidade do ar evitaria os altos custos em tratamentos de saúde da
população, problema esse que afeta grande parte da população que habita grandes centros
urbanos, como São Paulo, Nova Iorque e Pequim.
4.4.2 Política brasileira de redução de gases de efeito estufa
Nessa direção, no Brasil, em 29 de dezembro de 2009 foi sancionada a Lei nº 12.187
que institui a Política Nacional sobre Mudança do Clima – PNMC e estabelece seus
princípios, objetivos, diretrizes e instrumentos. O Art. 4º da lei versa sobre os objetivos da
PNMC: compatibilizar o desenvolvimento econômico e social protegendo o sistema
climático; reduzir as emissões antrópicas de gases de efeito estufa em relação às suas
diferentes fontes; fortalecer as remoções antrópicas por sumidouros de gases de efeito estufa
no território nacional; implementar medidas para promover a adaptação à mudança do clima
pelas três esferas da Federação, com a participação e a colaboração dos agentes econômicos e
sociais interessados ou beneficiários, em particular aqueles especialmente vulneráveis aos
seus efeitos adversos; preservar, conservar e recuperar os recursos ambientais, em particular
os grandes biomas naturais tidos como Patrimônio Nacional; consolidar e expandir as áreas
legalmente protegidas e incentivar aos reflorestamentos e recomposição da cobertura vegetal
em áreas degradadas; estimular o desenvolvimento do MBRE – Mercado Brasileiro de
Redução de Emissões.
A efetivação da Política Nacional de Mudança Climática é um empreendimento
complexo que envolve a coordenação de esforços de vários setores governamentais e civis.
Dos principais atores envolvidos destacam-se a Comissão Interministerial de Mudança do
Clima, o Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas, o Observatório do Clima e o Conselho
Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável:
A Comissão Interministerial de Mudança do Clima, criada em 07 de julho de 1999
que tem por finalidade “articular as ações governamentais e atender a Convenção Quadro das
92
Nações Unidas sobre Mudança do Clima e seus instrumentos subsidiários de que o Brasil seja
parte”. Dentre as atribuições da comissão destaca-se a emissão de pareceres sobre propostas
de políticas setoriais, instrumentos legais e normas que contenham componente relevante para
a mitigação da mudança global do clima e para a adaptação do país aos seus impactos; e a
articulação com entidades representativas da sociedade civil, no sentido de promover as ações
dos órgãos governamentais e privados, em cumprimento aos compromissos assumidos pelo
Brasil perante CQNUMC e instrumentos subsidiários dos quais Brasil faça parte.
O Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas – FBMC, criado pelo Decreto nº 3.515
de 20 de junho de 2000 tem como objetivo conscientizar e mobilizar a sociedade para a
discussão e tomada de posição. Os seus membros são: ministros de Estado, ONGs, empresas,
órgãos do governo, cientistas, dentre outros. É presidido pelo Presidente da República com
reuniões por ele convocadas.
O Observatório do Clima é uma Rede Brasileira de Organizações Não-
Governamentais e Movimentos Sociais em Mudanças Climáticas, constituída por 30
entidades e movimentos sociais. As suas principais proposições são: a) acompanhar e
influenciar as negociações internacionais e as posições do governo brasileiro sobre mudanças
climáticas; b) acompanhar a interlocução desta rede com a sociedade brasileira e entidades
governamentais e demais programas de mitigação climática; c) propor e acompanhar a
definição de políticas públicas e normas a respeito de gases estufa, considerando a ameaça
climática; d) promover debates e auxiliar na definição de critérios em torno da
sustentabilidade social, ambiental, étnica, econômica e de capacitação tecnológica, visando
redução de gases de efeito estufa; e) acompanhar a implementação e verificação de projetos
ligados ao clima; f) apoiar e promover junto à sociedade em geral iniciativas de treinamento,
educação e disseminação de informação sobre temas ligados às mudanças climáticas; g)
promover intercâmbio de experiências e informações, internamente no Brasil, em torno das
mudanças climáticas; h) participar de fóruns, conferências, e redes nacionais de discussão
sobre mudanças climáticas.
O Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável – CENDS,
patrocinado por três empresas associadas – Petrobrás, Vale do Rio Doce e COPENE – e com
apoio efetivo da FIRJAN, o CEBDS criou em 2000, a Câmara Técnica de Mudanças
Climáticas, a qual representa o empresariado brasileiro nas discussões mundiais a respeito de
mudanças do clima.
Além dos atores acima citados, as universidades e centros de pesquisa, o Ministério
Público, entidades de classe (OAB, CREA, entre outras), órgãos ambientais estaduais e
93
municipais: associações comunitárias, etc. precisam estar engajados no debate da PNMC, o
qual deverá ser feito mediante esclarecimentos, dada a complexidade do tema e o fato de
muitos dos atores não possuírem uma clara percepção da importância, impactos e riscos
associados à mudança do clima (ROCHA; FURRIELA, 2004).
94
5 ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS, A EMERGÊNCIA DA SUSTENTABILIDADE
CLIMÁTICA: POSSIBILIDADES BRASILEIRAS
Esse capítulo tem o propósito de estudar as alternativas energéticas capazes de
conduzir a uma sustentabilidade minimizando as emissões de gases estufa e os efeitos das
fontes energéticas atualmente utilizadas sobre o clima.
Um relacionamento econômico sustentável que leve em conta uma prevenção dos
possíveis danos causados pelas ações, técnicas e tecnologias humanas, promove novas ações.
Sachs (1986) propõe um jogo da harmonização entre as necessidades de desenvolvimento,
geração de capital e renda e a conservação das riquezas naturais e do meio ambiente para as
gerações futuras, ou seja, um modelo de desenvolvimento baseado em uma
ecossocioeconomia.
De acordo com Georgesco-Roegen,1970, citado por Brandão (1989) a economia
ainda se fundamenta em princípios mecanicistas, pois a representação do processo econômico
é realizada utilizando um diagrama circular, centrado em um movimento pendular entre
produção e consumo, em um sistema completamente fechado. A utilização de um método
sistêmico, adicionado à interpretação do processo produtivo fundamentado na proposta de
uma ecossocioeconomia, propiciará subsídios para se desenvolver os limites da economia, de
forma que ela possa não somente atender os interesses materialistas e imediatos do capital,
mas contribuir para uma utilização consciente dos recursos energéticos e para um
desenvolvimento menos predatório e mais sustentável.
As intervenções humanas no meio ambiente relacionadas às fontes de energia se
intensificaram com o emprego do carvão mineral, do petróleo e seus derivados e do gás
natural, pressionando o meio natural e causando impactos no clima. Assim, o uso frenético
dessas fontes energéticas poluidoras tem degradado o meio ambiente, e no contexto da
globalização, trava-se um dilema: países centrais buscam melhorar suas posições geopolíticas
e países periféricos buscam o desenvolvimento econômico, ambos à custa da exploração e
consumo dos recursos naturais.
Schmid (2009) afirma que dentro de 20 ou 30 anos faz-se necessário mudar todo o
sistema energético mundial, a fim de evitar os efeitos nefastos das mudanças climáticas
globais: “... isso significa que, em futuro próximo, não seremos autorizados a queimar nada
que derive de combustível fóssil” (2009, p.11). Para tanto, segundo o pesquisador, necessita-
se primeiramente produzir eletricidade não a partir do carvão mineral, usado hoje para gerar a
95
maior parte da eletricidade mundial, mas de fontes menos poluidoras. Para ele, a fonte nuclear
não é uma opção adequada, pois seria necessária a construção de 10 vezes mais usinas (hoje
são 400 no mundo) para gerar apenas 30% da demanda mundial. Também não considera a
fonte nuclear uma maneira prudente de se produzir energia e, além disso, não há uma
estratégia de armazenamento seguro para os resíduos. A estocagem subterrânea de CO
2
oriundo de chaminés também não figura como boa opção, uma vez que a tecnologia não está
bem desenvolvida. Há riscos de o CO
2
retornar para a atmosfera e caso o vazamento
concentre-se em uma área, pode ser letal.
Para Schmid (2009), a geração de energia por fonte eólica é a mais adequada, pelo
fato de não serem necessárias grandes e exclusivas áreas, sendo o único perigo a morte de
pássaros pelo impacto nas hélices das torres. A maior parte dos países, inclusive o Brasil, tem
condições de produzir esse tipo de energia. Outra fonte que considera muito promissora é a
energia solar, apesar de ainda ter um custo financeiro mais elevado que as demais fontes.
Com relação ao sistema de transporte, a melhor alternativa para os combustíveis fósseis,
segundo o pesquisador, são os carros elétricos. Os carros com motores convencionais usam
20% da energia do combustível para locomoção e 80% são desperdiçados pelo motor. Os
motores elétricos são mais eficientes, eles usam 80% da energia para locomoção e 20%
apenas se perdem.
Na Alemanha, uma conquista, a cerca de 10 anos, quanto a políticas energéticas foi a
aprovação da “lei da energia renovável” que prevê uma tarifa mais alta por 20 anos,
subsidiada pelo governo, para a produção de eletricidade a partir das fontes solar, eólica,
hidráulica e biomassa. O consumidor paga mais caro pela energia, mas está consciente de que
a matriz precisa mudar. As indústrias, porém, não tiveram aumento da tarifa mediante o
argumento de que teriam que migrar para países como a China, com energia mais barata.
Apesar da referida lei, a produção do biodiesel alemão está diminuindo, pois a fonte não foi
considerada benéfica. A emissão de CO
2
, embora seja menor, ainda é abundante e fatores
como custos de produção, de conversão de motor e eficiência não representam vantagens,
além de ser um combustível aplicado apenas a veículos automotores (SCHMID, 2009).
Há fontes energéticas suficientes para uma mudança radical na matriz energética
mundial e explorá-las não custaria mais caro do que utilizar as fontes já existentes, apesar do
abandono da tecnologia atual de geração de energia e de todo o investimento, alto e em curto
prazo, em novas fontes. Em contrapartida, após esses investimentos, não haveria custos para a
obtenção do combustível. No Brasil, há potencial para o desenvolvimento de energias
renováveis, porém a biomassa jamais dará conta de toda a demanda energética. O país
96
necessita modificar sua infraestrutura energética e investir na conversão de sistemas
convencionais, por exemplo, em veículos elétricos, mas o país investe em bioenergia e
hidrelétricas (Schmid considera as hidrelétricas uma fonte razoável, em vista dos impactos
sociais e ambientais por ela causados) e despreza a energia eólica (SCHMID, 2009).
Na esfera política brasileira, a Lei nº 10.438 que criou o Proinfa previu que a
contratação de empreendimentos de energia renovável, eólica, PCH e biomassa, poderia ser
realizada com a produtora independente autônoma ou não-autônoma. Essa lei dividiu o
Proinfa em duas fases. Na primeira, seriam celebrados contratos até 24 meses de sua
publicação, garantindo aquisição de energia produzida no prazo de 20 anos, para a
implantação de 3.300 MW de capacidade em 144 usinas. Para tanto, previa-se a operação de
63 PCHs perfazendo o total de 1.200 MW, 54 usinas eólicas, com 1.415 MW e 27 usinas de
pequeno porte à biomassa, totalizando 685 MW. Após a conclusão da primeira fase, a
segunda, que terminaria em 2022, teria como meta que as fontes PCH, eólica e biomassa
teriam participação de 10% do consumo anual de energia elétrica do país (ANEEL, 2008).
No ano de 2005, a Eletrobrás contratou a construção de usinas totalizando os 3.300
MW, que produziriam aproximadamente 12.000 GWh/ano - quantidade capaz de abastecer
cerca de 6,9 milhões de residências e equivalente a 3,2% do consumo total anual do país. Os
investimentos ficaram na da ordem de R$ 10,14 bilhões, com financiamentos de cerca de R$ 7
bilhões e receita anual em torno de R$ 2 bilhões. (ELETROBRÁS, 2009).
Em 2008, dos 144 empreendimentos, 33 estavam em operação (868 MW); 54 em
construção (1.026 MW); 21 estavam com Engineering, Procurement and Construction – EPC
(fornecimento do conjunto de bens e serviços que compõem a usina a um preço fechado)
contratadas e até o início de 2010 ainda não haviam iniciado a construção (635 MW), ou seja,
76% do Proinfa está implantado, e os outros 24% praticamente necessitam de fornecedores
para as usinas eólicas (CIMC, 2008). Já a Aneel (2008) refere que em outubro de 2008
estavam em operação comercial 34 PCHs, 19 usinas a biomassa e 7 eólicas. De qualquer
modo, no final de 2008 o governo anunciou a revisão das regras do programa, suspendendo-o.
A Lei n
o
10.438 é um marco no fomento à geração de eletricidade utilizando fontes
renováveis de energia no Brasil. Porém, há que se corrigirem algumas distorções apresentadas
no programa, como a de que geração de eletricidade a partir dessas fontes não tem nenhuma
relação com políticas ambientais, com recursos disponíveis no país a custos razoáveis, com
capacidade de fabricação local e com potência complementar (como termelétricas necessárias
para garantir a geração de fontes alternativas, tais como eólica e hidreletricidade). Verifica-se
também que não há estudos de impactos das metas do Proinfa sobre as tarifas de eletricidade,
97
questão importante uma vez que a maior parte dos consumidores brasileiros possui baixa
renda (BAJAY; FERREIRA, 2005).
O MME estipulou valores econômicos decrescentes para cada tecnologia de geração
de energia de fontes alternativas, porém não ofereceu nenhum incentivo para diminuir os
custos dessa tecnologia, um passo importante nessa direção seria criar um mercado de
certificados de energia renovável.
Em contraposição, em outros países foram estabelecidos programas de incentivo a
fontes renováveis, relacionando-os com objetivos relativos à diminuição de emissão de gases
de efeito estufa (CO
2
), redução de dependência energética externa, produção local de
equipamentos e objetivos sociais ligados a geração de emprego e renda local (BAJAY;
FERREIRA, 2005). A Lei n
o
10.438 estipulou como meta a ser alcançada até 2020, que 10%
de toda a energia elétrica gerada no país seja proveniente de fontes renováveis
(NASCIMENTO et al., 2003). Embora um mínimo de 10% do mercado de geração de
eletricidade a partir de fontes alternativas seja ambicioso, é uma meta possível.
Comparativamente, os EUA estabeleceram 7,5%, o Reino Unido 10% e a Alemanha 5%.
Tendo em vista que as tecnologias de geração de energias alternativas locais,
principalmente no que se refere ao aproveitamento de biomassa, óleos vegetais, células
fotovoltaicas e geradores eólicos, não apresentam desenvolvimento tecnológico suficiente,
constata-se a necessidade de que as concessionárias de energia elétrica, por força de seus
contratos de concessão, invistam no desenvolvimento dessas tecnologias. Outro fator
essencial a se destacar é que não existe uma política de ciência e tecnologia para a utilização
adequada desses recursos que tenha como referencia o potencial por fonte e região e metas
econômicas e sociais (BAJAY; FERREIRA, 2005).
No entanto, até a total implantação do Proinfa, o governo previu a criação de mais de
150 mil empregos diretos e indiretos, dos quais, 40 mil são na região Nordeste:
A universalização dos serviços de energia elétrica foi estabelecida pela Lei
10.438/2002, que obriga as concessionárias de distribuição a atender todos os
moradores em sua área de concessão. Ao final de 2006, aproximadamente 1,5
milhões de residências na área rural ainda estavam sem acesso aos serviços de
energia elétrica, principalmente no Norte e no Nordeste. Muitas dessas residências
se localizam em áreas de difícil acesso, muito distantes da rede elétrica e com uma
baixa densidade populacional, ou áreas de proteção ambiental, regiões onde as
tecnologias de energias renováveis são as únicas - ou as mais econômicas - opções
de eletrificação. O Ministério de Minas e Energia estima que somente na Amazônia
serão necessários cerca de 120.000 sistemas fotovoltaicos domiciliares e em torno de
3.000 minirredes com geração de energia através de fontes renováveis, para atender
um total de 330.000 residências (ELETROBRÁS, 2009).
98
O programa previu também a distribuição da produção de energia pelo Brasil, o que
resulta em maior distribuição de empregos e renda entre os estados, além de propiciar a
capacitação de técnicos e indústrias em novas tecnologias de geração de energia elétrica
(ELETROBRÁS, 2009).
Quanto ao aspecto climático, embora o Proinfa esteja suspenso principalmente
devido a entraves judiciais e ambientais, quando concluídas as obras programadas para
execução, pretende reduzir a emissão de gases de efeito estufa na ordem de 2,8 milhões de
toneladas de CO
2
/ano ao incluir fontes menos poluentes na produção de energia elétrica. O
Proinfa é considerado instrumento adicional ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
(MDL) e os benefícios financeiros provenientes da comercialização dos créditos de carbono
gerados pelos seus projetos serão revertidos para o consumidor final, reduzindo o encargo
Proinfa e contribuindo para a modicidade tarifária.
A concepção do programa Proinfa reduz dois grandes obstáculos ao acesso à energia,
ou seja, o custo de implantação de geração de energia elétrica a partir de fontes alternativas e
os entraves tarifários no despacho de energia elétrica a partir de produtores autônomos
utilizando o sistema interligado de transmissão de energia.
As fontes de energia renováveis apresentam vantagens e desvantagens e, portanto
devem ser utilizadas em conjunto para atender o jogo de harmonização proposto por Sachs e
escapar do processo econômico fundamentado no diagrama circular citado acima por Brandão
(1989). A seguir faz-se um panorama das alternativas energéticas já pesquisadas para
promover o desenvolvimento e as necessidades de se manter a harmonização ambiental, em
específico no que se refere à poluição atmosférica.
5.1 ENERGIA EÓLICA
Os acidentes nos reatores nucleares ocorridos em 1979 em Three Mile Island nos
Estados Unidos e em 1986 na cidade de Chernobyl, na ex-União Soviética, induziram à busca
por fontes energéticas limpas menos perigosas. Nesse contexto, nas décadas de 1980 e 1990 a
energia eólica teve impulso com incentivos e subsídios, e países como Alemanha, Dinamarca
e Estados Unidos começaram a utilizar a energia eólica desenvolvendo tecnologia e
consolidando-a como fonte energética no mundo.
99
O rápido crescimento apresentado pela utilização dessa fonte de energia, tanto para
aplicação onshore (em terra) quanto offshore (no mar), levou a necessidade do
desenvolvimento de turbinas eólicas com maior capacidade para permitir a integração de
grandes quantidades de potência (NASCIMENTO et al., 2003). As turbinas passaram de 20 m
de diâmetro com potência de 50 kW para mais de 100 m de diâmetro e potência de 7 mil kW.
A altura das torres passou de 10 m para mais de 50 m (ANEEL, 2008). De acordo com o
chefe do Departamento de Construção na Wobben Desenvolvimento e Pesquisa em Aurich,
Arno Hildebrand, as turbinas eólicas Enercon E-126, que operam em 6 MW (Hamburgo,
Alemanha), podem operar com segurança e reserva, por meio de pequenas modificações, até
7,5 MW de potencia nominal (ENERCON MAGAZINE, 2010). Essas turbinas de grande
porte encontram cada vez mais espaço no mercado de geração de energia elétrica.
O Relatório Wind Force 10, publicado em 1999 juntamente com o Greenpeace
International, do Forum for Energy and Development e a European Wind Energy Agency, já
apresentava a possibilidade de um aumento de 10% da geração de energia elétrica no mundo a
partir da energia eólica.
Segundo a BTM Consult ApS, uma companhia especializada independente em
serviços de consultoria com foco em energia renovável, no período de 1995 a 2004 houve um
crescimento da potência média instalada de 3.500 MW para 48.000 MW, a capacidade anual
instalada aumentou a uma taxa média de 27,3% e a potência eólica cumulativa anual
aumentou a uma taxa média de 29,1% (BTM CONSULT ApS, 2005). Assim, a partir da
década de 1990 a energia eólica representa, crescentemente, uma participação expressiva de
energia elétrica de forma ecologicamente limpa e correta.
O Atlas de Energia Elétrica do Brasil elaborado pela Aneel (2008), com base na
Associação de Energia Eólica Mundial (World Wind Energy Association – WWEA),
apresenta a potência mundial instalada no período de 1997 a 2007, onde se constata um
crescimento de 1.155%, chegando a 93.800 MW. A projeção para 2010 realizada pela
WWEA prevê que a potência instalada mundial aumentará para 170 mil MW. Estima-se um
potencial eólico para o planeta na ordem de 50 mil TWh/ano sendo 250 vezes maior que toda
a energia elétrica produzida no mundo no ano de 2007 (18,9 mil TWh). Em 2007 o maior
produtor de energia eólica foi a Alemanha (22,2 mil MW), seguido dos EUA (16,8 mil MW),
Espanha (15,1 mil MW), Índia (7,8 mil MW) e China (5,9 mil MW). Segundo Schmid (2009),
uma “super-rede” elétrica está sendo planejada no mar do Norte para integrar o continente
europeu (abrangerá da Europa Meridional até a África) a fazendas eólicas que estão sendo
construídas no oceano pela Alemanha, Inglaterra, Noruega, Dinamarca e Suécia.
100
O Brasil aparece em 25º lugar, com 247,1 MW de potência instalada em 2007
(ANEEL, 2008). A produção de energia elétrica no Brasil a partir da fonte eólica atingiu
556,9 GWh em 2008. A capacidade instalada aumentou em torno de 68% nos anos de 2007 e
2008, devido a instalações realizadas nos estados do Ceará e Paraíba. O parque eólico
brasileiro aumentou de 247,1 MW em 2007 para 414,5 MW em 2008, porém a maior parte
dos novos aerogeradores não operou comercialmente até o final de 2008, o que acarretou um
crescimento desproporcional entre a geração elétrica e a capacidade instalada (EPE, 2009).
No Brasil a tecnologia de produção de energia eólica se concentra em universidades,
centros de pesquisa e concessionárias, com uma produção científica e tecnológica que ganhou
ênfase a partir do final da década de 1970 e 1980. Assim, foram criados grupos de pesquisa e
projetos no CTA, UFPB, UNICAMP, UFMG, UFRGS e CEPEL. Na COELCE, COELBA,
COPEL, CELPA e CELESC, além da ELETROBRÁS, CHESF e CEMIG foram realizadas
medições de verificação e inventários de potencial eólico (Wobben Enercon, 2002, apud
NASCIMENTO et al., 2003). O último estudo do potencial eólico (Atlas do Potencial Eólico
de 2001) refere um potencial de geração de energia eólica para o Brasil de 143 mil MW,
sendo superior a potência total instalada no país até novembro de 2008, de 105 mil MW. O
maior empreendimento eólico do Brasil é o de Osório (RS), composto pelos parques Osório,
Sangradouro e dos Índios, os quais operam, cada um com 25 turbinas de 2 MW, totalizando
150 MW de potência, 70 m de diâmetro e 100 m de altura (ANEEL, 2008).
As maiores oportunidades para o Brasil estão na integração ao sistema interligado de
grandes blocos de geração, principalmente no litoral das Regiões Norte e Nordeste. Os
regimes de vento mapeados por diversas instituições nessas regiões mostram uma clara
situação de complementaridade com o regime hídrico, com ventos mais intensos no período
hidrológico mais desfavorável e uma característica de composição da geração de ponta do
sistema, uma vez que os ventos são, para todas as estações, mais intensos nesse período. Essas
características devem ser levadas em conta no momento de se analisar um projeto eólico no
Brasil. A análise não deve ser feita do ponto de vista de um bloco de geração isolado, mas
deve considerar a capacidade de operação integrada, como é realizado no parque hidrelétrico.
101
5.1.1 Energia eólica e clima
A energia eólica se apresenta como um benefício ao meio ambiente pelo fato de não
emitir poluentes durante sua operação (NASCIMENTO et al, 2003, INATOMI; UDAETA,
2005). Porém, a circulação padrão do ar é modificada pela operação das turbinas, o que pode
afetar o clima local, gerando micro-climas (INATOMI; UDAETA, 2005).
Comparando a quantidade de poluentes emitidos para produzir 1 MWh de energia
elétrica observa-se que ela apresenta grandes vantagens em relação a formas de produção
convencional, pois contribui principalmente para a redução da concentração de CO
2
. Mesmo
com o aumento da eficiência energética e conseqüente redução de emissões CO
2
das plantas
energéticas convencionais, essas ainda permanecem altas. O crescimento da concentração de
CO
2
e de gases de efeito estufa tem mobilizado vários países na busca de soluções reais que
visem à redução dessas emissões nos próximos anos.
As incertezas quanto à concentração de carbono na atmosfera e sua influência no
aquecimento global têm propiciado em nível mundial condições para utilização da energia
eólica como uma fonte limpa de energia. No Quadro 6, para fins de comparação, são
apresentadas a emissões de CO
2
em gCO
2
por kWh gerado, das principais tecnologias de
geração de energia elétrica.
TECNOLOGIA
EMISSÃO
Total Equivalente CO
2
(gCO
2
/ kWh)
CARVÃO
1114
GÁS NATURAL – Ciclo Combinado
400
BIOMASSA Gaseificação – Ciclo Combinado
46
SOLAR PV Interligado à Rede
60-150
SOLAR PV autônomo
280-410
VENTO
7-74
NUCLEAR – Reator a Água Leve
10-100
DIESEL
1000
Quadro 6 – Emissões de CO
2
para diversas tecnologias de geração de energia elétrica
Fonte: Sechuk, 2000 apud Fraidenraich et al., (2003).
A quantificação dos impactos climáticos da energia eólica pode ser medida pela
quantidade de CO
2
não emitido na atmosfera (INATOMI; UDAETA, 2005). Como exemplo
uma turbina de 600 kW, dependendo do fator de capacidade anual e do regime de ventos,
102
pode evitar a emissão de 20.000 a 36.000 toneladas de CO
2
,
valor esse que equivale à
operação de uma geração convencional durante toda sua existência útil, ou seja,
aproximadamente 20 anos (NASCIMENTO et al., 2003).
Dentre os aspectos ambientais favoráveis dessa fonte de energia, destacam-se o fato
de que ela não necessita de água para a geração, não produz resíduos radioativos e a área do
parque eólico pode ser simultaneamente usada para atividades agropecuárias. Por outro lado,
há aspectos ambientais desfavoráveis como, por exemplo, impacto visual, ruído audível,
interferência eletromagnética, ofuscamento e danos à fauna, ainda que em pequena escala
(NASCIMENTO et al., 2003, INATOMI; UDAETA, 2005, REIS; CUNHA, 2006, BRAGA et
al., 2005). Essas características negativas podem ser significativamente minoradas, e até
mesmo eliminadas, através de planejamento adequado e também do uso de inovações
tecnológicas na área geração eólica.
5.2 ENERGIA SOLAR
A energia solar é aquela irradiada direta pelo Sol sobre a Terra, sendo que dos 100%
de energia solar que atinge a Terra, 60% é refletida para atmosfera, 11% é refletida pelo solo,
cobertura vegetal e oceanos, 16% consumida pela evaporação contínua da água, 9% absorvida
pelo solo, 3% utilizada na fotossíntese pelas plantas terrestres e 1% na fotossíntese marinha.
Assim 4% da energia solar é absorvida pelas plantas e certos tipos de algas sendo armazenada
na forma de carboidratos e tecidos vegetais. O aproveitamento direto da energia solar tem um
grande potencial para se tornar uma alternativa energética decisiva para o futuro. Esse
potencial já é aproveitado de forma indireta da energia contida na plantas, no petróleo, no
carvão, na água e nos ventos. Estima-se que a energia solar é 2 mil vezes maior que a energia
elétrica de toda produção mundial de usinas hidrelétricas, termelétricas e nucleares somadas e
que equivale ao dobro de todas as reservas mundiais de petróleo conhecidas (TUNDISI,
2009).
A energia solar pode ser aproveitada diretamente como fonte de energia térmica, no
aquecimento de ambientes e fluidos para geração de potência elétrica ou mecânica. Também,
pode ser convertida em energia elétrica, utilizando materiais semicondutores por meio do
efeito termoelétrico e fotovoltaico. A Figura 5 apresenta as formas ativa e passiva de
utilização da energia solar.
103
Figura 5 – Fluxograma de aplicações da energia solar
Fonte: Pereira et al. (2003).
O aquecimento térmico de fluídos utilizando energia solar pode ser realizado
utilizando coletores concentradores ou coletores solares. Os concentradores são utilizados
em aplicações industriais que envolvem secagem de grãos e produção de vapor. Na produção
de vapor, ocorre a chamada geração heliotérmica, onde se gera energia mecânica e
eletricidade por meio de uma turbina a vapor acoplada a um gerador de eletricidade. Os
coletores solares são mais utilizados em aplicações residenciais e comerciais (hotéis,
restaurantes, clubes, hospitais) para o aquecimento de água (higiene pessoal e lavagem de
utensílios e ambientes).
Na incidência de luz solar sobre determinados matérias semicondutores, ocorre
conversão direta de energia solar em elétrica, destacando-se dentre eles o efeito fotovoltaico e
o termelétrico. No efeito fotovoltaico, os fótons da luz solar são transformados em energia
elétrica, por meio da incidência em fotodiodos que constituem as células solares. No efeito
termelétrico a incidência da luz produz uma diferença de potencial, na junção de dois metais.
Os processos de aproveitamento de energia da radiação solar são aquecimento de água e
geração elétrica fotovoltaica (ANEEL, 2008).
Os principais processos de aproveitamento de energia solar são o aquecimento de
água e a geração fotovoltaica, os quais podem ser realizados pelas seguintes tecnologias: os
painéis fotovoltaicos, os coletores solares cilindro-parabólicos, de torres centrais e os discos,
os coletores solares planos fechados, os coletores solares planos abertos, os coletores solares
de tubos a vácuo.
104
A energia solar, quando comparada em particular à energia hidrelétrica e nuclear, é
considerada uma energia mais democrática, no sentido de que possibilita o acesso e a
produção de energia de forma descentralizada. Além disso, exige mão-de-obra de média
qualificação profissional e embora a tecnologia disponível ainda tenha um custo alto, se for
adequadamente subsidiada por ações governamentais e se a manutenção periódica estiver
prevista em políticas, pode atender a consumidores situados em localidades isoladas, como
regiões rurais ou de baixa densidade populacional, propiciando-lhes uma melhor qualidade de
vida por meio do acesso aos benefícios provenientes da energia elétrica, ou seja,
eletrodomésticos básicos, tais como, geladeira, TV e iluminação elétrica. Reis, Cunha e Geller
(2003) afirmam que a energia solar fotovoltaica é adequada a essas comunidades isoladas
devido ao fato do alto custo da instalação de redes de transmissão inviabilizar a conexão
destas comunidades à rede (REIS; CUNHA, 2006, GELLER, 2003).
Por outro lado, também serve para diminuir o custo do consumo de energia em
residências de alto padrão, utilizando-se de um sistema híbrido envolvendo painéis solares
para aquecimento e painéis fotovoltaicos para geração de eletricidade acoplada ao sistema de
geração da companhia. Essa fonte alternativa de geração descentralizada de energia elétrica
também produz um benefício para as companhias de energia elétrica locais, pois diminui a
necessidade de investimentos na ampliação da geração, transmissão e distribuição de energia
objetivando atender demandas crescentes do lado da carga.
No Brasil a radiação solar varia entre 8 e 22 MJ/m
2
durante o dia, sendo que nos
meses de Maio a Julho, varia entre 8 a 18 MJ/m
2
(ANEEL, 2008). A energia solar é obtida por
meio de processos de captações da radiação solar, os quais podem ocorrer utilizando-se
dispositivos como os painéis solares que convertem a energia solar diretamente em energia
elétrica ou então, os coletores planos e concentradores que convertem a energia solar em
térmica. A energia solar para fins térmicos possui uma vasta amplitude de aplicações as quais
envolvem processos de baixa, média e altas temperaturas.
5.2.1 Aquecimento solar de água
No Brasil, os processos de aproveitamento de energia solar térmica estão ligados aos
sistemas de aquecimento de água, e envolvem temperaturas médias de 60ºC, ou seja,
105
instalações termossolares para uso em residências, edifícios, escolas, hotéis, lavanderias e pré-
aquecimento industrial (PEREIRA et al., 2003).
A incidência de radiação solar no país ocorre praticamente durante todo o ano. Hoje,
a geração de energia elétrica no Brasil é principalmente de origem hidráulica e o aquecimento
da água na maior parte das residências é feito pelo aquecedor elétrico de passagem (chuveiro).
A utilização do chuveiro elétrico nos horários de ponta, entre 17 e 21 horas, pode ocasionar à
concessionária um aumento na demanda média de potência requerida, da ordem de cinco
vezes. A participação dos chuveiros elétricos na demanda em horário de ponta varia em torno
de 25 a 50% (PEREIRA et al., 2003).
O aproveitamento da energia solar térmica, através de instalações de aquecimento
solar de pequeno, médio e grande porte é uma solução viável técnica e econômica para parte
do consumo de energia elétrica no setor residencial brasileiro, pois permite a modulação da
curva de carga das concessionárias de energia brasileiras. A utilização intensiva de energia
térmica em substituição aos chuveiros elétricos, amplamente usados no Brasil, é entendida
como geração virtual de energia elétrica.
Um sistema solar de aquecimento de água é composto de um coletor solar, onde
ocorre a conversão da energia solar em energia térmica, um reservatório termicamente isolado
e uma tubulação de alimentação e distribuição de água quente.
O princípio de funcionamento de um aquecedor solar de água é bastante simples. A
radiação solar atravessa o vidro de cobertura e ao encontrar uma superfície geralmente preta é
absorvida e reemitida, sofrendo uma alteração no seu comprimento de onda (um aumento), o
que a torna incapaz para atravessar de volta o vidro e a partir daí, tem origem uma reemissão
desta radiação no sentido vidro/superfície/vidro, gerando um aquecimento interno. Este
aquecimento provoca o movimento convectivo natural, também conhecido como termo-sifão,
que consiste na transferência da água de um local para outro devido à diferença de densidades
entre a água quente (mais leve) e água fria (mais pesada) e isto ocorre até que a água existente
no sistema solar de aquecimento (coletor e reservatório termicamente isolado) atinja o
equilíbrio térmico. Os arranjos entre reservatório de água fria, de água quente e coletor que
permitem a utilização de termo-sifão são: termo-sifão com torre, típico e com dois telhados
(BAPTISTA, 2006).
Durante a fase do projeto de uma edificação, necessita-se pensar em uma arquitetura
que possibilite a utilização dos sistemas de aquecimento solar com convecção natural,
permitindo que, ao utilizar coletores solares na melhor posição, seja obtida uma maior
eficiência, reduzindo o investimento inicial. Os coletores solares operam segundo a absorção
106
solar, inclusive em dias nublados, uma vez que a radiação infravermelha, embora com menor
intensidade que nos dias de sol, aquece o coletor o suficiente para aquecer a água. O
aquecedor somente não funciona nos dias de chuva, sendo necessário prever um sistema
alternativo elétrico ou a gás.
Na instalação de sistemas solares os projetistas e instaladores devem levar em conta
o posicionamento dos painéis, seu grau de inclinação, a área disponível para a instalação, o
dimensionamento correto visando atender a demanda local, a presença de sombras, a
verificação de tubulações de água quente e fria, as condições climáticas locais e a utilização
de produtos certificados pelo INMETRO. A instalação de sistema solar em prédios acima de
10 andares pode ser inviabilizada devido à área de cobertura ser insuficiente para a colocação
de um número de coletores capaz de atender a demanda. As sombras de um prédio em outro
também diminuem a capacidade de conversão solar. Esse problema pode ser minimizado se
houver uma padronização das distâncias entre edificações e das alturas das edificações, de
acordo como a zona na qual estão inseridas (KRAUSE; MEDEIROS, 2005).
O aquecimento solar é uma forma de conversão de energia que apresenta três
vantagens básicas: a econômica, subdividida em macroeconômica (quando a conservação de
energia elétrica permite que o Estado diminua seus investimentos na geração de eletricidade)
e a microeconômica (quando o aumento da eficiência diminui o consumo energético de
determinados equipamentos e acarreta uma redução do custo de produção); o planejamento
do setor energético, quando ao se evitar ou retardar os investimentos na geração de
eletricidade, permite-se uma maior flexibilidade para se planejar a expansão dos sistemas de
produção de energia elétrica; e a social e ambiental, que implica na substituição de uma
tecnologia por outra de menor consumo energético e menor impacto ambiental (BAPTISTA,
2006).
Os sistemas de coletores solares representam para a concessionária uma das
alternativas de gerenciamento pelo lado da demanda (GLD), o qual visa minimizar a carga na
ponta, reduzindo-a ou deslocando-a para outro horário, estimulando os consumidores a mudar
seus horários de consumo de energia. As atividades do GLD envolvem gerenciamento de
carga, conservação de energia, eletrificação e estratégias de crescimento de mercado. Uma das
alternativas para diminuir a ponta de carga é a utilização de aquecedores solares em
substituição aos chuveiros elétricos. O chuveiro elétrico é o maior responsável pelo valor da
conta de energia residencial e é inadequado para o sistema elétrico devido ao horário de uso
(horário de ponta), a sua elevada potência e reduzido tempo de uso (baixo fator de carga)
(BAPTISTA, 2006).
107
Os sistemas solares para aquecimento podem beneficiar as concessionárias, pois
contribuem para minimizar os furtos de energia, o fator de carga do sistema elétrico e
manutenção da confiabilidade. O consumidor final pode ser beneficiado através da economia
obtida em sua conta de energia elétrica e do maior conforto, principalmente no período de
inverno, pela maior vazão de água quente (já que com os chuveiros elétricos, para se obter
água quente, deve-se abrir o registro o mínimo possível).
A sociedade e o meio ambiente também são beneficiados com a implantação de
sistemas solares de aquecimento, devido a diversos fatores, tais como: o aproveitamento da
energia solar, que é uma fonte gratuita de energia, abundante e não poluente; a contribuição
para a preservação do meio ambiente por conservar a energia elétrica, o que pode levar à
redução da necessidade de construção de obras de geração, transmissão e distribuição de
energia elétrica, que causam impactos ambientais; contribui para a redução das dificuldades
para o suprimento de energia e de potência que eventualmente venham a ocorrer no sistema
elétrico nacional nos próximos anos e para a diversificação da matriz energética; promove a
redução da emissão de GEE e outros poluentes, desde que a geração substituída seja
termelétrica de base fóssil; e gera empregos locais diretos e indiretos (BAPTISTA, 2006).
As principais tecnologias de aquecimento de água são o chuveiro elétrico, boiler
elétrico, aquecedores de passagem elétricos, aquecedor de passagem a gás (instantâneo),
aquecedor de acumulação a gás, aquecedores solares. Ao se comparar o aquecimento de água
com sistemas elétricos com o sistema solar, constata-se que os sistemas elétricos apresentam a
possibilidade de aproveitamento da energia com excelente resolução espacial e alta densidade
de energia, requerendo do consumidor um investimento inicial baixo, porém custo
operacional alto. Já o sistema a energia solar possui custo de coleta nulo, operacional
desprezível, sendo encontrada com grande disponibilidade, porém com baixa densidade de
energia, requerendo grandes áreas de captação com equipamentos de alto custo (BAPTISTA,
2006).
A energia solar além de ser utilizada para aquecer água e ambientes, pode ser
empregada de maneira promissora na geração de frio para condicionamento ambiental, pois as
cargas sazonais de resfriamento coincidem com a alta disponibilidade de radiação solar.
Porém, os sistemas são complexos e as tecnologias envolvidas, os chillers “alimentados”
termicamente, não são geralmente projetados para operarem com calor solar. O
aproveitamento solar para resfriamento de ambientes ainda é uma tecnologia pouco
competitiva economicamente, mas num futuro próximo contribuirá reduzir o consumo elétrico
no horário de ponta (KOLDEHOFF, 2004).
108
No Canadá e EUA o emprego do aquecimento solar está relacionado ao aquecimento
de piscinas, com uma capacidade instalada de coletores planos abertos de 17,9 GWth. A
China, com capacidade de 35,5 GWth, é o maior mercado mundial de aquecimento solar e
onde prevalece a tecnologia de coletores de tubos a vácuo, diferentemente da maior parte dos
países. A energia solar na China é usada principalmente para aquecimento de água e de
ambientes, assim como na Europa e Japão, com capacidades de 10,1 GWth e 8,9 GWth
respectivamente (BAPTISTA, 2006). Segundo o Relatório do Estado Global das Energias
Renováveis de 2009 da Rede de Políticas de Energia Renovável para o Século 21 (Renewable
Energy Policy Network for the 21st Century) em 2008 o aquecimento por energia solar no
mundo cresceu 15% e atingiu 145 gigawatts térmicos (GWte) (INOVAÇÃO UNICAMP,
2009). Para Olivier Drücke, Presidente da European Solar Thermal Industry Federation o
mercado solar térmico vem crescendo e somente na Europa e na Suíça cresceu
aproximadamente 60%, para 3,3 GWth de nova capacidade instalada, ou seja, 4,76 mil m
2
de
coletores solares. A Alemanha passou de 0,7 GWth para 1,5 GWth. A Áustria, maior
indicador per capita da Europa, tem uma capacidade total em funcionamento de 273 kWth por
1.000 habitantes, apenas ultrapassada pelo líder mundial, o Chipre, que chegou a 623kWth
por 1.000 habitantes no final de 2008 (ESTIF, 2009)
No Brasil, a implantação do Programa Brasileiro de Etiquetagem – PBE, por meio da
etiqueta do INMETRO, a qual traz informações sobre a produção de energia mensal de
coletores, propiciou o crescimento da tecnologia no mercado brasileiro na década de 1990.
Programas de incentivo à tecnologia junto ao Procel e Eletrobrás promoveram um
crescimento de 30,54% entre 1994 e 2000. Com a crise da energia elétrica em 2001, o
mercado retraiu registrando queda expressiva em relação ao ano anterior. De 2002 a 2004, a
capacidade média anual instalada passou a 320 mil m² com um crescimento de 33% do
mercado e 100% da capacidade instalada em 2004 (1,563 GWth) eram de coletores planos
fechados (Faria, 2004 apud (BAPTISTA, 2006). Dados da Associação Brasileira de
Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento - Abrava mostram que o Brasil
possuía, em 2009 uma área total acumulada de 5.245.085 m² de coletores solares e capacidade
instalada de 3.671,5 MW de energia solar térmica (REVISTA BRASIL ENERGIA, 2010).
O Brasil tem domínio da tecnologia de aquecedores solares e a grande maioria dos
equipamentos instalados no país é fabricada no mercado interno, com matéria-prima nacional
e geração de emprego descentralizado (abrange desde a indústria, o comércio até a
instalação). Entretanto, apesar das vantagens da tecnologia, há entraves de ordem técnica,
econômica e de mercado, exemplificados no Quadro 7 que dificultam sua utilização massiva.
109
TIPOS
DESCRIÇÃO
Técnicos
compatibilidade da tecnologia para atender o mercado: há coletores e reservatórios em
diversos tamanhos e capacidades, porém são necessárias tubulações separadas para água fria
e quente, o que é difícil de encontrar, principalmente em estabelecimentos de pequeno porte;
não há critérios genéricos para a instalação: há que se avaliar hábitos de consumo de água
quente, condições climáticas locais e a instalação na obra (inclinação e orientação do
telhado).
Econômicos
o custo inicial é maior que das tecnologias convencionais, restringindo-se a uma pequena
parcela da população que possa arcar com os custos, ou que tenha acesso a oportunidades
específicas de financiamento;
o governo brasileiro isenta de IPI e ICMS, mas não oferece subsídios para implantar e
disseminar a tecnologia.
Mercado
falta de conhecimento dos potenciais usuários sobre a tecnologia e divergência de interesses
de quem executa os projetos e de quem realmente os utiliza;
não há obrigatoriedade de instalações hidráulicas que permitam ao usuário a opção pela forma
de aquecimento de água que melhor lhe convém;
questões estéticas na arquitetura das edificações;
ausência de programas de divulgação e treinamento para promover o aquecimento solar;
existência de profissionais pouco capacitados nas áreas de atuação da cadeia de aquecimento
solar: fabricantes, projetistas, instaladores, operadores, etc.;
construtores que consideram a tecnologia cara ou de difícil instalação e, visando ganhar
licitações com menor custo e agilizar o tempo de construção, optam por outras tecnologias;
órgãos financiadores relutam em alterar a rotina operacional consolidada, criando entraves
burocráticos por desconhecimento das vantagens da tecnologia para o cliente;
falta de conhecimento por parte do governo, da tecnologia e dos benefícios que a substituição
de chuveiros elétricos por aquecimento solar poderia trazer à sociedade e à concessionária de
energia elétrica, constituindo uma alternativa de geração descentralizada, podendo ser
incluída em leis de incentivo às energias renováveis;
ausência de marcos legais e regulatórios nas políticas públicas e de uniformidade nos códigos
de construção civil contemplando eficiência energética em edificações;
normas e procedimentos padrão pouco reconhecidos pelo mercado e autoridades públicas.
Quadro 7 – Entraves à tecnologia de aquecedores solares
Fonte: adaptado de Pereira (2003) e Faria, 2004, apud Baptista (2006).
5.2.2 Energia solar fotovoltaica
O desenvolvimento inicial da tecnologia fotovoltaica e suas primeiras aplicações
comerciais ocorreram a partir do final da década de 50 em satélites artificiais. A sua utilização
em grande escala para geração de energia elétrica foi considerada somente na década de 1970.
A tecnologia fotovoltaica pode ser dividida em dois grupos: tecnologia de módulos
planos e sistemas com concentração. Nos módulos planos o material semicondutor cobre a
máxima área possível de um substrato plano. No sistema concentrador, utiliza-se um material
semicondutor associado a um sistema óptico de concentração para reduzir a quantidade de
material semicondutor utilizado. Haverá um benefício líquido se o custo do material
semicondutor economizado for maior que os custos do sistema óptico de concentração
(FRAINDENRAICH et al., 2003).
110
A tecnologia de módulos planos inclui células espessas de silício cristalino (~300
micrometros), seja mono-cristalino, poli-cristalino ou com técnicas de crescimento em
lâminas (ribbon) as células de filmes finos com vários semicondutores diferentes, que são
depositados em substratos diversos. Atualmente, as células de filme fino têm eficiências de
conversão bem menores que as células espessas de silício, porém exigem 1/10 a 1/100 de
material semicondutor em relação ao Si cristalino, para a mesma área da luz solar
(FRAINDENRAICH et al., 2003).
Na Europa Central, como não há luminosidade suficiente, existe uma estratégia para
captar a energia solar a partir de espelhos concentradores instalados no norte da África. A
energia seria transmitida por cabos de alta tensão sob mar Mediterrâneo. Os entraves para essa
estratégia não são tecnológicos, mas políticos, por envolver vários países (SCHMID, 2009).
No Brasil, em anos anteriores e no início da década de 1990 essa tecnologia era
aplicada principalmente a produtos de consumo e usos industriais como comunicação,
sinalização e proteção catódica. Até o ano 1997 a utilização de sistemas autônomos em
residências rurais era maior que os sistemas interligados na rede. Entre os anos 1996 e 2002
mais de 40.000 sistemas fotovoltaicos totalizando entre 8 e 9 MW de potência instalada foram
implantados ou se encontravam em fase de implantação, através do PRODEEM, da
COPASA, da ELETROSUL através do Programa Luz para Todos, da FUNDAÇÃO
TEOTÔNIO VILELA, criada em 1992 para implementar as convenções e tratados aprovados
na ECO 92, entre outros programas e instituições (Ribeiro, 2002, apud FRAINDENRAICH et
al., 2003).
Apesar de o Brasil possuir um potencial de radiação solar expressivo, principalmente
na região Nordeste, atualmente existe apenas 1 usina fotovoltaica, Araras, no município de
Nova Mamoré (RO), com potência instalada de 20,48 kW. Há também pesquisas e
implantação de projetos pilotos, como o projeto Sistemas Fotovoltaicos Domiciliares,
desenvolvido pela USP que implantou 19 sistemas fotovoltaicos no Amazonas com potência
mensal de 13 kWh (ANEEL, 2008).
O desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica no Brasil está atrelado ao
desenvolvimento da ciência e tecnologia solar no país. No início da década de 1980, com a
crise do petróleo, vários estudos científicos estavam voltados para o desenvolvimento de
diversos tipos de células solares, materiais e estruturas, e surgia uma indústria brasileira de
módulos fotovoltaicos, a única da América Latina. As primeiras aplicações da tecnologia
eram ligadas ao setor de telecomunicações e na implantação de programas regionais com o
uso de sistemas de bombeamento fotovoltaico. Com o final da crise do petróleo e a redução de
111
seus preços, as energias renováveis no Brasil foram praticamente abandonadas, sendo
retomadas somente no início da década de 1990.
Qualquer sistema de produção de eletricidade produz impactos ambientais. Porém a
conversão fotovoltaica é menos agressiva quando comparada à geração de eletricidade a partir
de usinas termelétricas convencionais ou nucleares, pois elimina duas etapas do processo de
geração de eletricidade: a primeira que é a mineração, o transporte e armazenamento do
combustível, e a segunda que é a destinação dos resíduos, no caso térmico que são os gases
emitidos e no nuclear, os resíduos nucleares. Contudo, na geração fotovoltaica também
existem danos ambientais relevantes na fase de produção dos módulos, que é uma tecnologia
intensiva em energia, na operação caso haja incêndio com emissão de gases, e também, no
final do ciclo de vida útil, após 30 anos de geração quando será “descomissionada”, reciclada
parcialmente e a parte restante disposta em algum aterro sanitário.
É necessário dimensionar e prever o destino dos resíduos sólidos gerados no fim da
vida útil dos sistemas fotovoltaicos. Tais resíduos estarão contaminados por metais pesados
(provenientes do Sn das conexões nos módulos de Si e Cd, In, As e Se para as tecnologias de
filmes finos), materiais que em muitos países são considerados perigosos e necessitam de uma
destinação especial.
Os impactos ambientais devido a painéis fotovoltaicos são tratados utilizando-se o
método de análise do ciclo de vida. Esse método avalia a totalidade dos danos ambientais
através da vida de um produto, serviço ou setor, no caso o energético fotovoltaico. Segundo
Fraidenraich et al. (2003) essa análise é complexa, pois faltam dados e experiências
operacionais em usinas fotovoltaicas e, portanto, somente análises simplificadas levando em
conta o tempo de retorno energético e a mitigação de CO
2
são possíveis.
Tendo em vista que na fabricação de módulos fotovoltaicos utilizam-se materiais
perigosos, tais como o seleneto de hidrogênio, solventes utilizados na produção de
semicondutores, cádmio ou outros metais pesados, os riscos ambientais podem ser reduzidos a
níveis baixos, aplicando-se técnicas modernas de reciclagem (REIS; CUNHA, 2006).
A energia fotovoltaica não é competitiva com as formas atuais de suprimento da
energia elétrica, exceto em nichos de mercado (entre outros, os de produtos de consumo e
aplicações industriais remotas como telecomunicações, proteção catódica, bombeamento, de
água). Visando superar essas barreiras e desenvolver o mercado, diversos programas foram
criados, seja no nível de fornecedores (fabricantes) seja no nível da demanda final.
A eletrificação rural em áreas remotas envolve aspectos sociais, culturais, técnicos e
econômicos além de que, independentemente da fonte e forma de geração de energia,
112
constitui um tema eminentemente político. Para esse segmento, as formas clássicas de
incentivos estão associadas, normalmente, a mecanismos de gerenciamento.
5.2.3 Energia heliotérmica
A geração heliotérmica de eletricidade consiste de uma sucessão de conversões
energéticas. Inicialmente a irradiação solar direta é captada e concentrada em refletores ou
lentes que rastreiam o fluxo solar. Depois é focalizada em receptores onde a energia solar é
absorvida. Essa energia é transferida para um fluido onde ocorre troca térmica, o qual é a
fonte energética de um ciclo de potência convencional (Rankine, Brayton ou Stirling), onde
primeiro, a energia térmica é convertida em energia mecânica, e logo após em energia elétrica
(NASCIMENTO et al., 2003).
Existem no mundo três tecnologias disponíveis: cilindro parabólico, torre central e
disco parabólico, que são diferenciadas basicamente pela superfície concentradora de
irradiação solar. Essas tecnologias tem sido estudas para aplicações em escalas entre 25 kW
e
e
500 MW
e
.
O princípio de funcionamento das usinas heliotérmicas é simples, mas os
procedimentos de instalação são complexos e tem alto custo, envolvendo vários testes efetivos
dos protótipos e, por esses motivos, não tem mercado no Brasil.
As principais plantas heliotérmicas do tipo cilindro parabólico estão espalhadas pelo
mundo, mas os EUA e a Espanha concentram a maior parte desses sistemas. As nove plantas
de SEGS (Solar Eletric Generating System) localizam-se no deserto de Mojave, na California.
Essas plantas funcionam de modo comercial vendendo energia para a rede elétrica da
concessionária local.
As plantas heliotérmicas do tipo torre central foram desenvolvidas nos EUA a partir
dos anos 70 e nos últimos 15 anos várias plantas em escala experimental tem sido construídas
na Russia, Espanha, Itália, Japão e França. O maior sistema desse tipo foi construído na
Califórnia, EUA, chamado Solar One, com capacidade de geração de 10 MW.
As plantas de disco parabólico foram implantadas nos últimos dez anos em todo o
mundo, porém o desenvolvimento dessa tecnologia ainda não é uma realidade. Os EUA
desenvolveram os principais protótipos, incluindo unidades de geração entre 5 kW
e
e 50 kW
e
(NASCIMENTO et al., 2003).
113
No que se refere às questões ambientais, esse sistema apresenta uma grande
vantagem relacionada ao fato de não romper o equilíbrio térmico terrestre. É capaz de
produzir energia elétrica obedecendo a padrões internacionais de preservação ambiental no
que diz respeito à emissão de gases de efeito estufa e emissões de gases ácidos. Porém, as
plantas solares como qualquer outra tecnologia, podem apresentar impactos ao meio ambiente
tais como: poluição térmica e química dos recursos hídricos, perda de habitat pelo uso da
terra, impacto visual, ruído e danos ao ecossistema local, sendo os dois primeiros os mais
relevantes.
Apresentam também a vantagem de não necessitarem de transporte de combustível
diminuindo a possibilidade de acidentes, e também o fato da não formação de lagos, como nas
PCHs, que rompem equilíbrio do ecossistema local.
Como essas plantas são uma tecnologia recente possuem a desvantagem de não ser
possível a quantificação e qualificação precisas dos impactos ambientais por ela causados.
Nas construções já existentes no mundo observam-se como impactos ambientais
significativos aqueles advindos da construção da planta e do uso da terra, porém esses são
impactos que qualquer outra forma de geração em grande escala pode apresentar
(NASCIMENTO et al., 2003).
5.2.4 Energia solar e clima
A energia solar não produz gases poluentes no momento da geração. Porém, a
produção de painéis solares para aquecimento e produção de energia fotovoltaica para gerar
eletricidade engloba processos que necessitam do beneficiamento de matéria prima que
consome energia. Esses painéis geram resíduos que ao final de sua vida útil não são
facilmente recicláveis, principalmente o silício, o vidro e o alumínio.
No que se refere à mitigação de CO
2
durante o ciclo de vida útil de várias tecnologias
é importante ressaltar que os sistemas fotovoltaicos interligados à rede emitem muito menos
CO
2
que as melhores centrais térmicas existentes hoje, supridas a gás natural
(FRAINDENRAICH et al., 2003).
Para que os sistemas fotovoltaicos interligados a rede operem em níveis baixos de
emissão 30g/kWh, próximos aos valores das hidrelétricas de potência alta, deve-se obter uma
redução do consumo de energia na produção de células, consolidando a utilização do silício
114
grau solar. No caso de sistemas fotovoltaicos autônomos a situação não é muito favorável,
pois demandam a utilização de baterias que tem ciclo de vida de 3 a 4 anos. No entanto, se
comparada com a geração a partir do diesel a geração fotovoltaica é muito competitiva
(FRAINDENRAICH et al., 2003).
Nos sistemas residenciais um conjunto de habitações gera uma parte de suas
necessidades energéticas com módulos fotovoltaicos e utilizam a rede para complementar
estas necessidades. O excesso de eletricidade gerada em alguns períodos é devolvido à rede.
Normalmente, são feitos contratos de compra e venda de eletricidade entre o proprietário do
sistema e a empresa de distribuição de eletricidade.
A tecnologia de geração de energia elétrica a partir de painéis solares propicia uma
compensação na emissão de CO
2
por geração hidrelétrica, ou seja, mesmo que haja uma
emissão do CO
2
na construção e reciclagem de painéis solares, essa emissão é parcialmente
compensada pela diminuição da necessidade de geração, nas usinas hidrelétricas. Uma menor
necessidade de geração, transmissão e distribuição de energia hidrelétrica conduz a uma maior
eficiência tendo em vista a diminuição de perdas no sistema elétrico de potência como um
todo, pelo fato de trabalhar com um fluxo de potência menor. É claro que o sistema deve
apresentar uma manutenção contínua e periódica a fim de garantir os níveis de eficiência
almejados.
No Brasil não há uma política específica para a energia solar, o que limita as ações
relativas ao uso desta fonte. Mesmo a tecnologia dos coletores solares para aquecimento
elétrico, que apesar de ser menos complexa e difundida, apresenta elevado custo ficando
inacessível a maior parte dos consumidores. Porém esses coletores podem ser construídos
com materiais recicláveis alternativos, diminuindo o seu custo e permitindo sua implantação,
visando atender consumidores de baixa renda.
5.3 PEQUENA CENTRAL HIDRELÉTRICA (PCH)
As pequenas centrais hidrelétricas têm uma concepção diferenciada e mais
simplificada quando comparadas as usinas hidrelétricas convencionais. De acordo com
resolução da ANEEL nº 394, de 04 de dezembro de 1998, os aproveitamentos com
características de PCH possuem potência instalada entre 1 e 30 MW, área inundada até 3 km
2
- considerando especificidades regionais baseadas em parecer técnico e que atendam aspectos
115
econômicos e socioambientais - delimitada pela cota d‟água associada à vazão de cheia com
tempo de recorrência de 100 anos. Empreendimentos com potência instalada até 1 MW são
referidos como Centrais Geradoras Hidrelétricas (CGH) e acima de 30 MW, Usina
Hidrelétrica de Energia (UHE) (ANEEL, 2008).
As PCHs podem ser classificadas quanto à capacidade de regularização do
reservatório, quanto ao sistema de adução, quanto à potência instalada e quanto à queda de
projeto. No que se refere à potência instalada e a queda de projeto podem ser classificadas
conforme o Quadro 8.
CLASSIFICAÇÃO
POTÊNCIA – P
(kW)
QUEDA DE PROJETO – H
d
(m)
BAIXA
MÉDIA
ALTA
CGH*
MICRO
P<100
H
d
< 15
15 < H
d
< 50
H
d
< 50
MINI
100<P<1000
H
d
< 20
20 < H
d
< 100
H
d
< 100
PCH
PEQUENAS
1000<P<30000
H
d
< 25
25 < H
d
< 130
H
d
< 130
Quadro 8 – Classificação das PCHs
Fonte: Eletrobrás, 2000, apud Tolmasquim, (2005).
Nota: Adaptado pelo pesquisador.
De acordo com dados publicados pela Aneel em 2008, o Brasil tem uma potência
total instalada de 102,3 mil MW, considerando todas as formas de conversão de energia. O
crescimento da demanda do setor elétrico brasileiro é considerado muito elevado em relação a
qualquer país em desenvolvimento. O número de consumidores residenciais, comerciais e
industriais cresce continuamente, criando oportunidades de explorar as demandas existentes
dos consumidores livres e cativos.
Tendo em vista esse panorama as pequenas centrais hidrelétricas se apresentam como
uma forma rápida e eficiente de promover a expansão da oferta de energia elétrica, buscando
suprir a crescente demanda verificada no mercado nacional. Devido a essas características,
esse tipo de geração permite o atendimento das necessidades de carga de pequenos centros
urbanos e regiões rurais, atuando como uma geração auxiliar interligada ao sistema elétrico de
potência brasileiro.
No que se refere ao estado da arte dessa tecnologia de geração, a indústria brasileira
está apta a fornecer os equipamentos mecânicos necessários para o funcionamento de PCHs.
Para potências superiores a 5MW as empresas de energia brasileiras atuam em parceria com
empresas estrangeiras. E quando as potências são inferiores o mercado é atendido por
empresas nacionais de pequeno porte.
116
Porém o modelo econômico e político existente em décadas passadas, a pouca
exigência do mercado acrescida da falta de aperfeiçoamento da tecnologia conduziu a
indústria a limitar-se a fabricação de equipamentos ultrapassados, idênticos aos fornecidos as
antigas centrais hidrelétricas. Esse fato foi levado em conta pelo DNAEE e Eletrobrás quando
lançaram o Programa Nacional de Pequenas Centrais Hidrelétricas – PNPCH, na década de
80, onde consideram o rendimento de 76%, resultado dos baixos valores de rendimentos,
tomados como referência média para os geradores a turbina, produzidos pela indústria
brasileira nesse período.
No que se refere às turbinas, a indústria brasileira está apta a fabricar vários tipos,
tais como: Michell Banki, Pelton, Francis, Kaplan. Essas turbinas abrangem todo o campo de
aplicação das micro, mini e pequenas centrais hidrelétricas. Há dificuldade em produzir
alguns tipos de turbina, tais como: turbinas bulbo para altas velocidades, hidrocêntricas e
micro turbinas de potências inferiores a algumas centenas de Watts.
O estado da arte dos geradores elétricos fabricados no Brasil permite afirmar que os
fabricantes de geradores nacionais são capazes de vender todo tipo de instalação com potência
inferior a 5MW e superior, podendo produzir geradores síncronos e assíncronos, com
reguladores de tensão e excitação convencional ou estática.
No Brasil existe tradição no estudo, projeto e construção de PCHs. O plano nacional
de PCHs ocorrido em 1983 previu vários eventos visando treinar engenheiros em estudos e
projetos de PCHs. Contudo, como a tradição é dar preferência aos grandes empreendimentos,
a maioria dos pedidos de concessão era para projetos com potência superior a 50MW.
As primeiras PCHs instaladas no Brasil remontam ao período colonial, eram de baixa
potência e situavam-se próximas aos centros consumidores, sendo a sua potência gerada
utilizada para iluminação pública e atividades econômicas de mineração, têxtil, serrarias e
beneficiamento de produtos agrícolas.
Inicialmente as PCHs eram operadas em sistemas isolados, porém, a partir da década
de 1950, com o surgimento da política de planejamento energético centralizado criaram-se
companhias estatais federais e estaduais de energia. Implantou-se o sistema interligado
priorizando-se os empreendimentos de grande porte em detrimento das PCHs. Recentemente
com a reestruturação do setor elétrico houve uma retomada do estudo e construção de PCHs
(THIAGO FILHO, 2003).
Segundo a Aneel, em 2004, o Brasil possuía 1.372 empreendimentos de geração de
energia elétrica em operação, totalizando 88.444 MW. Dos quais, 246 usinas são PCHs,
gerando 1.235 MW, isto é 1,4% da geração total instalada no país. Há 67 usinas em
117
construção, correspondendo a 7.970 MW de potência. Das quais, 32 são PCHs, representando
392 MW, ou seja, 4,9% desse total. Existem ainda 520 usinas outorgadas com construção não
iniciada, podendo gerar 28.470 MW. Das quais, 212 são PCH, correspondendo a 3.417 MW,
isto é, 12% desse total.
Resumindo, há uma previsão de um acréscimo nos próximos anos de 36.440 MW no
potencial de geração do Brasil, oriundo de 67 empreendimentos em construção e 520
outorgados.
Especificamente em relação às PCHs, no Brasil, de acordo com Tolmasquim (2005),
baseado em dados publicados no Atlas de Energia Elétrica no Brasil publicado pela ANEEL
em 2002, havia 304 empreendimentos hidrelétricos de pequeno porte, incluindo micro e
pequenas centrais hidrelétricas, em operação no Brasil, gerando 859 MW de potência,
representando 1,4% da energia gerada no país.
No período de 2002 até 2004, houve uma diminuição no número de PCHS em
operação, passando de 304 para 246 e, por outro lado houve um aumento da energia gerada
especificamente por PCHs, passando de 859 MW para 1.235 MW, essa diminuição de PCHs
em operação leva ao entendimento de que, possivelmente, houveram PCHs desativadas,
outras foram construídas com potência maior e algumas existentes possam ter sido
repotenciadas.
O Atlas de Energia Elétrica no Brasil da Aneel, de 2002 mostra que a maior parte dos
empreendimentos hidrelétricos do tipo PCHs está localizada na região geoeconômica Centro-
Sul do país, ou seja, nas bacias do Paraná e do Atlântico Sudeste e próximas aos grandes
centros consumidores de energia elétrica. Uma parcela menor de aproveitamentos é
encontrada nos estados de Mato Grosso e Tocantins, na região Centro Oeste. Constata-se
também que nas regiões geoeconômicas Nordeste e Amazônica existem poucos ou são quase
inexistentes os empreendimentos do tipo PCHs. Com relação a futuros aproveitamentos, os
empreendimentos se concentrarão na região Centro Sul e no Estado do Mato Grosso.
A Lei n
o
9.648/1998, possibilitou aos proprietários de pequenas centrais hidrelétricas
(potência até 30 MW) a venda de energia para consumidores com potência instalada maior
que 0,5 MW, sendo posteriormente, em 2003, estendido para consumidores com 3 MW de
potência. Porém, devido aos incentivos cruzados, essa extensão somente ficou acessível aos
grandes consumidores (BAJAY; FERREIRA, 2005).
Em 2008, o Brasil apresenta um total de 1.768 empreendimentos de geração de
energia elétrica em operação, totalizando uma potência total instalada de 102,262 mil MW.
Desse valor 75,68% é constituído por geração hidrelétrica, da seguinte forma 227 CGHs (120
118
MW), 320 PCHs (2.400 MW) e 159 UHEs (74.632 MW). A potência restante 24,32% é
formada por 17 usinas eólicas (289,1 MW), 1 solar (20 MW), 1042 térmicas (22.585,5 MW) e
2 nucleares ( 2.007 MW) (ANEEL,2008).
Embora o potencial hidráulico para fins hidrelétricos seja um recurso estratégico
disponível no Brasil devido à existência de bacias hidrográficas com recursos hidráulicos
aproveitáveis, baixo custo e, considerada internacionalmente uma energia limpa, observa-se
uma diminuição de sua participação na matriz energética brasileira, pois no passado chegou a
representar cerca 90% da potência instalada. Segundo a Aneel (2008) esta redução deve-se
fundamentalmente a três razões. Primeira, a necessidade da diversificação da matriz elétrica
prevista no planejamento do setor elétrico visando aumentar a segurança do abastecimento.
Segunda, a dificuldade em ofertar novos empreendimentos hidráulicos devido à ausência da
oferta de estudos e inventários. E terceira, o aumento de entraves jurídicos que protelam o
licenciamento ambiental de usinas hidrelétricas provocando o aumento constante da
contratação em leilões de energia de usinas termelétricas, a maioria a combustível fóssil,
petróleo ou carvão.
Em 2008 a energia elétrica obtida de potencial hidráulico representou 14% oferta
interna de energia, sendo superada pelos derivados da cana (17%) e petróleo e derivados
(36,6%) (EPE, 2009). Porém, considerando a oferta interna de energia elétrica, a qual
totalizou 505,3 TWh (incluindo importações líquidas de 42,9 TWh), a hidreletricidade
representou aproximadamente 80% (dos quais 70% provém de UHE, 3,4% de PCH e o
restante de importações) destacando-se ainda, portanto, como a maior fonte de produção de
eletricidade no Brasil.
5.3.1 Repotenciação, impactos ambientais e climáticos da PCH
Existe no Brasil além das PCHs em operação, um potencial elétrico de fácil
viabilização oriundo da recapacitação e reativação de centrais desativadas. São 427 centrais
desativadas, com potência média de 0,37 MW, que podem ser recapacitadas e agregar
aproximadamente 156 MW ao sistema de geração nacional. Existem ainda 1.039 centrais em
situação desconhecida, no país, a maioria localizada nas regiões sul e sudeste, podendo ser
conectadas ao sistema de potencia interligado (TOLMASQUIM, 2005).
119
De acordo com estudos realizados pela Aneel, a repotenciação pode ser do tipo:
mínima com ganho de 2,5%, com reparo de turbina e gerador; leve com ganho de 10%; ou
pesada com ganhos de 20% a 30% em potência instalada, com a troca do rotor. Esses
estudos de repotenciação mostram ainda que o sistema elétrico ganharia 815,86 MW com a
repotenciação mínima, 3.268,84 MW com repotenciações leves e 7.623,55 MW com
repotenciações pesadas (THIAGO FILHO, 2003).
Como grande parte das usinas foi construída entre 1930 e 1940, a repotenciação
poderia ser realizada da seguinte maneira:
repotenciação de PCHs em operação: a média de idade das centrais em operação é de 60
anos. Dessa forma, a reabilitação das PCHs com redefinição de unidades geradoras poderia
agregar cerca de 200 MW em curto espaço de tempo;
reativação de PCHs: há cerca de 600 centrais desativadas que podem ser reformadas, com
baixo custo, representando mais de 120 MW de capacidade instalada.
A repotenciação é ambientalmente importante, pois diminui a necessidade de novos
empreendimentos hidrelétricos e a conseqüente emissão de gases poluentes do tipo estufa,
contribuindo assim para melhorar as condições climáticas regionais (THIAGO FILHO, 2003).
A água represada de barragem no caso de médias e grandes centrais provoca
inundação de grandes áreas geográficas, causando assim danos a ecossistemas locais, a
biodiversidade da fauna e da flora, modificação e degradação da paisagem, e exposição de
uma grande área líquida a insolação o que pode alterar o ciclo de evaporação-condensação da
água, alterando os ciclos naturais da água na região e produzem alterações climáticas no que
se refere à precipitação de chuvas e umidade local.
Também, causam impactos socioeconômicos e culturais, pois obrigam a realocação
de populações residentes; desapropriação de terras; limitação ao uso do solo pela servidão;
criação de expectativas nas populações envolvidas que nem sempre se realizam; indução a
ocupações desordenadas; interferência na atividade agropecuária local, edificações, vias
públicas e tráfego; interferência em local histórico e cultural; maior fluxo migratório por
causa do aumento da oferta de emprego; aquecimento da economia seguido de retração no fim
da obra; interferência na saúde da população; ruído e poeira durante a construção (REIS;
CUNHA, 2006).
No que se refere ao meio físico e biótico causam erosão do solo, interferência com
recursos hídricos, interferência em áreas legalmente protegidas, retirada da cobertura vegetal,
interferência na rota de migração dos peixes, interferência e efeitos biológicos na fauna e na
flora local, eutrofização das águas represadas (REIS; CUNHA, 2006).
120
Quanto aos impactos climáticos considera-se que a geração de energia a partir da
hidreletricidade não contribui para emissão de CO
2
, ou de outro tipo de gás. Entretanto, em
reservatórios recém inundados a matéria orgânica submersa pode ser fonte expressiva de
metano contribuindo para o efeito estufa e a mudança do clima local e global.
Em síntese, a geração de energia a partir hidreletricidade em médias e grandes
centrais provoca impactos ambientais, os quais são minimizados, mas não totalmente
eliminados, quando se trata das pequenas centrais hidrelétricas.
5.4 ENERGIA DAS ONDAS
As principais tecnologias de conversão da energia a partir das ondas em utilização
são três tipos: no litoral (onshore) na linha da costa, em praias, encostas e quebra-mares;
flutuantes em regiões costeiras (nearshore), em profundidades de até 50m; flutuantes em alto
mar (offshore), em profundidades de mais de 200m.
A superfície da Terra é coberta por 75% de águas oceânicas as quais representam
uma fonte de energia natural e renovável, estimada em aproximadamente 2 TW. Calcula-se
que essa forma de energia pode garantir mais de 10% da demanda de energia mundial. Com
base em estudos a energia das ondas situa-se em torno de 1 TW, e portanto pode representar
uma grande contribuição para o mercado de eletricidade mundial, pois é equivalente em
magnitude ao consumo mundial de energia elétrica, podendo atingir, com a utilização das
tecnologias existentes a 2.000 TWh de energia anual (ESTEFEN et al., 2003).
Devido ao alto custo e a tecnologia necessária para a conversão da energia das ondas
em energia elétrica, somente alguns países europeus como, Holanda, Dinamarca, Irlanda,
Portugal, Noruega e Reino Unido, têm utilizado parte desse potencial para gerar eletricidade
de forma renovável. Podem- se destacar o projeto AWS (Archimedes Wave Swing) na
Holanda e o projeto da Ilha do Pico dos Açores em Portugal (ESTEFEN et al., 2003).
De acordo com estudos realizados durante um período de seis anos, buscando avaliar
o aproveitamento do recurso energético das ondas ao longo da costa brasileira, utilizando
dados de H e P, obtidos pelo altímetro do satélite TOPEX/Poseidon, o recurso energético das
ondas - entre o paralelo 19ºS (Caravelas) e na fronteira com o Uruguai (33ºS), em torno de
1900 km - gira em torno de 40 GW.
121
A energia existente nas ondas pode ser considerada uma forma de energia solar
concentrada e representada fisicamente por uma onda mecânica, pois suas partículas sobem e
descem, permanecendo no mesmo lugar, não se deslocando longitudinalmente, mas
carregando energia. Assim, o fluxo de uma onda marinha pode ser modelado por uma onda
senoidal e representado pela expressão P = ρ. g
2
. H
2
. T / 32 . π, onde ρ é a massa específica
da água, g é a aceleração da gravidade, H é a altura da onda (entre a crista e o vale) e, T o
período da onda. Como exemplo, a costa do Rio de Janeiro ( T = 8s e H = 15m ), obtém-se P
= 17, kW/m, isto é, cada metro de frente de onda desenvolve uma potência de 17 kW, ou em 1
km de frente de onda obtém-se 17 MW, um valor considerável de energia.
Dados revelam que a energia eólica a 20m acima do mar é 2 a 6 vezes maior que a
energia solar. Por sua vez, a energia das ondas é 5 vezes mais densa que a energia eólica e
logo 10 a 30 vezes mais densa que a energia solar. Tendo em vista que o fluxo de energia
solar é 100W/m na terra e 10 a 80 kW/m nas ondas, dependendo do período e da altura, então
o tamanho relativo do elemento conversor de energia é muito maior no caso das energias solar
e eólica do que no caso das energia das ondas. Como exemplo, uma turbina eólica produz 400
kW, com altura de 50m, já a usina do Pico produz os mesmos 400 kW, com uma altura de
12m (ESTEFEN et al., 2003).
5.4.1 Energia das ondas, impactos e barreiras à tecnologia
Tendo em vista esse fato as usinas a partir da energia das ondas são relativamente
menores em porte para obter-se uma mesma quantidade de energia. Portanto, se a tecnologia
para gerar energia elétrica a partir da energia das ondas do mar for adequadamente
desenvolvida, devido ao seu alto rendimento em termos de potência, pode contribuir de forma
significativa para que os países europeus cumpram as suas metas assumidas junto ao
Protocolo de Kyoto e reduzam em torno de 12% as suas emissões de gases estufa,
contribuindo assim para minimizar impactos climáticos e atender as demandas por energia
frente ao término da era do petróleo.
De acordo com a localização das instalações de geração de energia elétrica em
relação à costa, os impactos ambientais podem ser mais ou menos significativos no que se
refere a efeitos visuais e ruído. No caso das instalações nearshore há interferências positivas e
negativas quanto a atividades de recreação e lazer. Na instalação offshore os riscos podem ser
122
diminuídos criando-se canais de navegação nos locais das instalações. As instalações seriam
vantajosas como habitats para a fauna marinha, pois servem como refúgio para algumas
espécies de peixes (ESTEFEN et al., 2003).
Assim, pode-se afirmar que a geração de energia elétrica por meio das ondas do mar
não influencia o clima, já que é considerada limpa por não lançar gases de efeito estufa ou
outro tipo de poluente atmosférico. Porém, devem-se minimizar os impactos causados aos
ecossistemas locais, no caso fauna e flora marinhas.
Existem mecanismos de viabilização e introdução da tecnologia na Dinamarca,
Irlanda e Portugal. No Brasil não há uma política definida de desenvolvimento da energia das
ondas, como existe em relação ao álcool (Proálcool) e incentivos diversos para energia solar,
eólica e biomassa. Portanto, é necessária em curto prazo uma ação conjunta de
reconhecimento da importância, e fomento da energia das ondas, seria um Próonda. Para
tanto, duas medidas seriam importantes, ou seja, a garantia de um preço mínimo de compra da
energia gerada e liberação do pedágio cobrado pela transmissão dessa forma de energia no
sistema de potência, medidas essas que já existem para PCH e eólica.
Como barreiras ao desenvolvimento dessa tecnologia podem-se destacar: falta de
conhecimento sobre o tema, distância entre usinas e rede elétrica, falta de dados sobre o
potencial brasileiro, dificuldade do interesse de empresários devido à falta de garantia de
retorno financeiro do investimento realizado (ESTEFEN et al., 2003).
5.5 ENERGIA DO HIDROGÊNIO
As células a combustível são dispositivos eletroquímicos que produzem energia
elétrica a partir do combustível hidrogênio. De acordo com Leite (2007) a célula a
combustível:
trata-se de um dispositivo eletroquímico que permite converter diretamente energia
química em energia elétrica, sem intervenção do ciclo termodinâmico de Carnot, e
no qual a energia elétrica é produzida a partir de reações de oxidação controlada, que
põe em jogo um combustível, geralmente hidrogênio, o metanol ou outro
hidrocarboneto (Conselho, 2001, apud LEITE, 2007, p. 477)
A concepção de uma célula combustível nos induz a pensar que ela é uma bateria, ou
seja, um dispositivo que gera energia elétrica a partir de reações eletroquímicas. Porém
existem diferenças fundamentais entre as células combustíveis e as baterias. Na célula
123
combustível, o combustível hidrogênio é fornecido continuamente num dos eletrodos
chamado anodo, reage eletroquimicamente com um oxidante, o oxigênio fornecido no outro
eletrodo chamado cátodo. Esses eletrodos estão mergulhados (envoltos) em um eletrólito,
formado por material que permite o fluxo de íons, mas que impede a passagem de elétrons
entre os eletrodos. Esses elétrons são forçados a circular por um circuito externo, gerando
assim uma corrente elétrica. Essa reação eletroquímica libera calor e forma água resultante da
combinação entre hidrogênio e oxigênio envolvidos na reação.
A diferença entre a célula combustível e uma bateria reside no fato de que na bateria
a energia é acumulada nos componentes existentes no seu interior, já em uma célula
combustível, a energia elétrica é produzida somente enquanto for mantido o fluxo dos
reagentes hidrogênio e oxigênio, não existindo nenhum componente acumulador em seu
interior. Portanto, de forma contrária as baterias, as células a hidrogênio não são exauríveis e
não necessitam de serem recarregadas.
As células combustíveis se assemelham às baterias pelo fato de poderem ser
empilhadas em conjuntos chamados pilhas de células. Assim se a tensão de uma célula é de
um volt, a tensão de saída de um empilhamento pode elevar essa tensão a qualquer valor. Na
célula combustível o processo químico que se desenvolve é o contrário da eletrólise química
de uma pilha, por esse motivo eles são ditos dispositivos duais (REIS, 2003).
A célula combustível foi descoberta em 1839, por Sir Willian Grove, e evoluiu
muito, tendo sido utilizada em 1960, em vôos espaciais tripulados dos programas Apolo e
Gemini como fonte de energia e água. Atualmente, os governos e empresas privadas estão
investindo em pesquisas para utilização de células combustível em motores de veículos e em
unidades estacionárias para produção de energia.
Ao contrário do que ocorre em veículos e motores convencionais, as células
combustíveis transformam a energia química do combustível diretamente em energia elétrica
sem passar pela combustão. Assim são capazes de produzir energia elétrica com mais
eficiência, mais silenciosamente e sem poluição.
O produto da reação de uma célula combustível é a formação de água a partir do
hidrogênio e do oxigênio
7
.
7
Numa célula alcalina a reação total é: 2H
2
+ O
2
= 2H
2
O
Essa reação resulta da combinação de duas meia-reações de oxidação que ocorrem no anodo:
2H
2
+ 4 (OH)
-
= 4H
2
O + 4e
-
Com a meia-reação de redução que ocorre no cátodo
O
2
+ 2H
2
O
+ 4e
-
= 4 (OH)
–
124
As principais tecnologias em desenvolvimento utilizando células combustível
baseadas no critério do eletrólito e diferenciadas também pelas reações químicas envolvidas, e
temperaturas de operação são: a) células alcalinas (AFC – Alkaline Fuel Cell); b) células a
ácido fosfórico (PAFC – Phosphoric Acid Fuel Cell); c) células a polímero sólido (SPFC –
Solid Polymer Fuel Cell); d) células a carbonato fundido (MCFC – Molten Carbonate Fuel
Cell); e) células a óxido sólido (SOFC – Solid Oxide Fuel Cell) (REIS, 2003).
As aplicações das células a combustível variam de acordo com o tipo de célula
empregada. As células alcalinas são aplicadas para missões espaciais, submarinas e militares.
As células a ácido fosfórico são usadas nas centrais de cogeração com potência de 50 a 1.000
kW, para atendimento a consumidores residenciais, comerciais e indústrias de pequeno porte.
As células a polímero sólido são aplicadas na indústria automotiva em substituição aos
motores de combustão interna, em veículos de passeio, utilitários e ônibus de maneira
experimental.
As células a carbonato fundido são aplicadas a centrais de cogeração de médio e
grande porte, pois oferece como vantagem elevada eficiência combustível/energia elétrica, em
torno de 55%, sendo, portanto, superior às unidades de tecnologia convencional com 35% e às
de células a ácido fosfórico com 45%. Ainda ao utilizar o calor residual em esquema de ciclo
combinado atingem uma alta eficiência, de 85%.
No caso da célula a óxido sólido o calor produzido na reação pode ser aplicado na
cogeração ou acionamento de uma turbina a vapor gerando energia elétrica adicional àquela
produzida na célula. Quando esse calor residual é utilizado em esquema de ciclo combinado
essa célula pode ter um rendimento da ordem de 80% (REIS, 2003).
No que se refere a sistemas a célula a combustível, utilizando as tecnologias acima
mencionadas, os mesmos tem sido amplamente testados em sistemas móveis e estacionários,
apresentando vantagens sobre os sistemas convencionais de geração de energia. Os sistemas
estacionários caracterizam-se pela geração de energia elétrica no local próximo ao centro de
carga, tendo como vantagem a eliminação de investimentos em transmissão e distribuição e
impactos ambientais correspondentes.
Esse sistema pode ser dividido em dois tipos: geração distribuída e dependência do
consumidor, e apresentar configuração de operação elétrica e térmica. Os sistemas móveis
apresentam elevada densidade de corrente. São feitos á base de células combustível SPFC,
utilizados em substituição aos motores de combustão interna em veículos, apresentando várias
vantagens como elevada eficiência e ausência de gases de efeito estufa.
125
Os principais componentes das células a combustível são o processador de
combustível, o qual é responsável por retirar as impurezas do combustível antes de ser
introduzido na célula que podem reduzir sua vida útil, tais como enxofre, amônia e monóxido
de carbono e também pela reforma catalítica do vapor produzindo hidrogênio livre que
participa da reação eletroquímica no interior da célula; a pilha de células quando associadas
em série ou paralelo permitem produzir a tensão e potência necessárias para que ocorra a
reação eletroquímica com geração de energia elétrica, liberação de água e energia térmica; e o
condicionador de potência realiza a conversão de corrente contínua gerada na célula para
alternada trifásica, utilizando inversores estáticos (REIS, 2003).
O hidrogênio (H
2
) é o combustível fundamental das células a combustível e é
encontrado em grande quantidade na natureza, compondo 75% da massa do universo e 90%
de suas moléculas como a água e as proteínas dos seres vivos. Entretanto, pelo fato de ser
muito ativo quimicamente, é raro encontrá-lo sozinho, estando sempre associado a outros
elementos. Pode ser obtido de forma pura, pela eletrólise da água, ou como derivado de outros
combustíveis como hidrocarbonetos, alcoóis e carvão. Também pode ser obtido a partir da
energia secundária ou residual descartada em fontes renováveis, como PCHs, eólica,
biomassa, termossolar e fotovoltaica, ou ainda a partir do gás natural por reforma catalítica do
vapor; do carvão por processos de gaseificação (é o mais poluente); do metanol derivado do
carvão, que também é poluente; e da biomassa.
No que se refere às centrais de grande porte (acima de 5MW) as células a
combustível não conseguem concorrer comercialmente com sistemas de turbinas a gás,
operando em ciclo combinado, pois produzem calor residual a temperaturas inferiores,
apresentam eficiência elétrica abaixo de 50% e tem um custo muito alto, em torno de mil
dólares por kW gerado.
5.5.1 Benefícios e impactos ambientais da energia do hidrogênio
O uso do hidrogênio como combustível para geração de energia elétrica resulta mais
em benefícios para o meio ambiente do que em impactos negativos, quando comparado aos
hidrocarbonetos.
Um benefício de ordem climática está no fato de que as células a combustível
abastecidas com hidrogênio puro ou com hidrogênio a partir das fontes solar, eólica ou de
126
PCHs, emitem basicamente oxigênio e água como subprodutos e, portanto, são menos
agressivas à atmosfera, uma vez que não há emissão de gases causadores do efeito estufa. Os
óxidos de nitrogênio são os únicos poluentes resultantes da reação do hidrogênio no ar.
Porém, com a utilização de queimadores catalíticos e células a combustível, as emissões de
NO
x
para a atmosfera poderiam atingir níveis muito baixos ou serem eliminadas.
Dentre os transportadores de energia oriundos de fontes renováveis o hidrogênio e a
eletricidade podem eliminar totalmente as emissões prejudiciais, ou seja, os gases estufa ou
outros poluentes na produção e uso da energia. Também a biomassa utilizada nas células
combustíveis poderia minimizar as emissões, porém não eliminá-las.
Da geração eólica, hidrelétrica, solar fotovoltaica, gaseificação e biomassa é possível
produzir hidrogênio utilizando a eletrólise da água a partir da energia elétrica produzida pela
própria fonte alternativa geradora de eletricidade.
A hidreletricidade representa 73,4% (EPE, 2009) da capacidade instalada no sistema
elétrico de potência, ou seja, 77.380 MW (ANEEL, 2008). É necessária a complementação
utilizando usinas térmicas nos períodos de seca e picos elevados de carga. Essa
complementação ao invés de ser realizadas com usinas térmicas poderia ser realizada com
centrais elétricas a hidrogênio de ciclo combinado, pois são mais eficientes (60 a 70%) e
menos poluentes contribuindo assim para a diminuição da emissão dos GEEs.
O hidrogênio também apresenta vantagem em seu uso no que diz respeito à
contaminação de solos, aterros sanitários e recursos hídricos, pois as células a combustível
podem substituir a maior parte das baterias recarregáveis, hoje utilizadas em vários
equipamentos eletrônicos (BURATTINI, 2008).
Por outro lado, o aumento da emissão de hidrogênio pode causar desequilíbrio na
composição química da atmosfera, ou seja, pode contribuir para a destruição da camada de
ozônio, provocar alteração química na troposfera, bem como na interface atmosfera-biosfera,
causar o resfriamento da estratosfera e o aumento de nuvens de partículas cobertas de gelo
(BURATTINI, 2008).
Segundo Braga et al. (2005) existem algumas desvantagens no emprego do
hidrogênio, por ser altamente explosivo, exigindo condições especiais de armazenamento,
pelo alto custo de produção do gás e também, porque a quantidade de energia gasta pela
quebra da molécula de água na produção de hidrogênio na eletrólise é maior que a energia
obtida pela célula a combustível. No que se refere à poluição atmosférica, o impacto está
relacionado ao combustível (solar, gás natural, carvão, metanol e biomassa) a ser usado para a
127
produção do hidrogênio. As pesquisas de ponta tem se concentrado em desenvolver células
que captem a luz solar para produzir o hidrogênio (H
2
).
5.6 ENERGIA DA BIOMASSA
A biomassa supre 15% da energia mundial, por meio da queima de madeira e do gás
oriundo de dejetos animais para aquecer prédios e fornos de cozinha (BRAGA et al., 2005).
Tendo em vista o excesso de umidade a biomassa não é eficiente em termos
produção de energia útil. Porém, as vantagens e desvantagens estão associadas ao tipo de
biomassa utilizada. O biogás (metano) e o biolíquido são produtos obtidos da conversão da
biomassa sólida. O metano também pode ser obtido pela decomposição orgânica (digestão
anaeróbica) em aterros sanitários, estações de tratamento de esgoto e tanques onde são
depositados os dejetos animais.
Os principais fatores limitantes da biomassa são o baixo custo final dos combustíveis
fósseis, necessitando subsídios para ser economicamente viável, e o fato de concorrer
economicamente e geograficamente com a produção de alimentos.
A biomassa tem maior participação na matriz energética dos países
subdesenvolvidos, como no Zimbábue, aonde 40% da energia primária vem da biomassa. Na
China, país emergente, há 7 milhões de biodigestores que convertem plantas e dejetos animais
em metano e na Índia há cerca de 750 mil biodigestores. Nos países desenvolvidos a biomassa
está tendo importância crescente devido às preocupações com o cenário ambiental e
principalmente com o aumento populacional. Nos EUA, por exemplo, 3% da energia gerada
vem da biomassa (REIS, 2003).
No Brasil a principal utilização da biomassa está vinculada a produção de etanol para
suprir a necessidade de combustível da frota crescente de veículos a álcool, mais adequada
ambientalmente. Em 2003 as vendas de veículos flex atingiram 48,2 mil automóveis, em 2004
passaram a 328,3 mil, e em 2006, 1,42 milhão, quando representaram aproximadamente 78%
do total de 1.824.276 carros vendidos no país (MRE et al., 2008). Segundo a Associação
Nacional dos Fabricantes de Veículos Automores – Anfavea, as vendas de veículos flex em
2009 atingiram 2.711.267 unidades no Brasil.
Depois de três décadas do surgimento do Proálcool, tendo como matéria-prima a
cana de açúcar, esse programa apresenta uma grande vantagem comparativa em relação aos
128
custos do álcool oriundo de outras matérias-primas agrícolas e também em relação à gasolina.
Esse fato se deve a avanços muito significativos na produtividade agroindustrial e ao
crescimento na escala de produção. Outro fator relevante relacionado a esse combustível
renovável é que hoje ele possui condições estruturais melhores do que há 30 anos,
relacionadas aos seguintes fatores: preço do petróleo em tendência crescente, consciência
ambiental, tecnologia de veículos flex disponibilizada ao consumidor (COUTINHO, 2006).
Além disso, uma rede de fornecimento e distribuição do combustível em todo o país.
Como esses fatores também têm relevância mundial, destaca-se a existência do fator
de demanda externa para o etanol brasileiro, o qual tem colaborado para aumentar o volume
de exportações de 750 mil m
3
em 2003 para 2,3 milhões m
3
em 2005. O consumo mundial
tem crescido a uma taxa de 4,4% a.a, a partir de 1997, chegando em 2004 a 42 milhões de m
3
.
A produção norte americana é um relevante indicador da expansão de produção do
combustível renovável etanol, passando de 5,8 milhões de m
3
em 2000 para 13,2 milhões de
m
3
em 2004, apresentando uma taxa de 32% ao ano. Esse crescimento em curtíssimo espaço
de tempo permitiu a produção norte americana ficar bem próximo da produção brasileira de
etanol (COUTINHO, 2006).
O etanol a partir da cana de açúcar, além de apresentar fator de demanda interna e
externa, apresenta três fundamentos para o planejamento de uma política de combustíveis
renováveis. O primeiro porque se trata de um combustível que absorve mão-de-obra intensiva,
tanto diretamente, quanto pela demanda de bens e serviços de outros setores.
O segundo refere-se ao fator ambiental do etanol, ou seja, renovável oxigenado, não
poluente. O combustível da cana de açúcar utilizado na produção de etanol anidro permite o
“seqüestro” de 220 kg de CO
2
/t incluindo as emissões resultantes do uso de combustíveis
fósseis na queima da palha da cana e configurando-se em um mecanismo passível de créditos
de carbono.
O terceiro fundamento relativo à competitividade econômica e energética do etanol
da cana, parece não ser alcançado por outros combustíveis a médio e longo prazos. Essa
competitividade resulta da sua alta relação energia renovável produzida /energia fóssil
consumida, em torno de 8,3, quando comparada às energias térmica e elétrica oriundas do
bagaço de cana. No caso particular norte americano do etanol de milho, essa condição de
auto-suficiência energética cai para 1,34 não apresentando a mesma competitividade do etanol
brasileiro. Na comparação do etanol com a gasolina, ele leva vantagem, tendo em vista os
cenários de mercado e reservas petrolíferas apresentarem preços crescentes (COUTINHO,
2006).
129
Atualmente o Proálcool tem apresentado altos níveis de produtividade, baixos custos
de produção e ganhos adicionais relativos a questões ambientais e sociais.
Em estudos realizados pela Cetesb – Companhia de Tecnologia de Saneamento
Ambiental, os combustíveis fósseis utilizados na combustão de veículos são os principais
poluentes atmosféricos. Um aumento na porcentagem veículos movidos a álcool conduziria a
uma melhor qualidade do ar, pois reduziria a emissão de CO, HC e SO
x
, embora haja um
aumento na emissão de aldeídos. O acréscimo de etanol anidro na gasolina diminui as
emissões de poluentes: quando há um aumento na porcentagem de álcool anidro na mistura
com gasolina de 0 até 22%, ocorre uma diminuição relativa de emissão de CO, que vai de
200-450 até 100 e, de HC que diminui de 140 até 100 (BAJAY; FERREIRA, 2005).
Outro uso da biomassa que se apresenta mais promissor é o da geração de energia
elétrica a partir de resíduos de cana de açúcar, de biomassa florestal e de resíduos sólidos
urbanos (lixo).
A cana de açúcar apresenta produção sazonal, ou seja, safra e entre safra. No período
da safra o resíduo sólido (bagaço da cana) proveniente da moagem, embora possua baixa
densidade energética, é queimado gerando vapor. As usinas sucro-alcooleiras usam uma parte
desse vapor no processo industrial e a outra para cogeração elétrica. A energia elétrica gerada
que não é consumida no processo da usina é vendida para a concessionária. No período de
entre safra o bagaço de cana excedente armazenado é queimado produzindo energia para
alimentar a planta básica de eletricidade da usina e o excedente é vendido à concessionária.
Assim, a usina funciona na safra como co-geradora termelétrica e produtora de açúcar ou
etanol e na entre safra como co-geradora de eletricidade, o que beneficia economicamente a
usina (REIS, 2003).
As florestas energéticas implantadas para o suprimento de indústrias siderúrgicas em
Minas Gerais colocam o Brasil na vanguarda da tecnologia florestal. São 2,4 milhões de
florestas de eucaliptos, gerando 400 mil empregos na atividade florestal. A energia elétrica
também pode ser obtida pela combustão e gaseificação de madeira proveniente de florestas
exóticas de curta rotação. Nos estados de Santa Catarina e Paraná há a utilização de resíduos
da madeira oriunda de florestas de pinus elliottii e thaeda, para cogeração termelétrica em
pequenas centrais elétricas.
Além de ser uma fonte de energia renovável, a biomassa apresenta vantagens
ambientais em relação aos combustíveis fósseis. Apesar da produção de CO
2
com a queima
direta da palha da cana ou de madeira, considera-se que a biomassa apresenta “emissão zero”,
pois além de não emitir NO
x
e SO
x
, recupera todo o CO
2
liberado na combustão por meio da
130
fotossíntese. Essa é uma característica ambiental importante, que indica que a biomassa deve
gradativamente ser utilizada para substituir o petróleo e o carvão mineral (REIS, 2003,
GOLDEMBERG; COELHO, 2003).
Outro aspecto ambiental é quanto à manutenção da biodiversidade, pois dependendo
do cultivo da biomassa necessária para produzir energia, se na forma de monocultura e
substituindo a floresta nativa, ou em terras devastadas e degradadas, ela poderá ou não
provocar danos a ecossistemas e a biodiversidade local (REIS, 2003).
As questões ambientais da utilização da biomassa abrangem também o aumento da
erosão devido à monocultura, a poluição do solo e da água devido ao uso intensivo de
fertilizantes e pesticidas para o controle de pragas, o assoreamento de córregos e rios e a
destruição de nascentes e do hábitat de aves e animais impedindo muitas vezes o seu fluxo
migratório devido à destruição de corredores ecológicos, além de existirem conflitos no uso
da terra para produzir alimentos ou combustível (BRAGA et al., 2005). No que se refere aos
impactos climáticos, especialmente às emissões de gases de efeito estufa, a cogeração a partir
da biomassa apresenta vantagens em relação aos combustíveis fósseis, desde que o
suprimento de biomassa seja sustentável.
Há, entretanto, opiniões contrárias ao uso da biomassa como fonte de energia. Schmid
(2009) desacredita nesse energético por considerá-lo danoso por causa, por exemplo, do
desflorestamento para o cultivo e do uso de terras para a produção de combustível em
detrimento de alimentos. O pesquisador afirma que no futuro essa fonte poderá ser necessária
para a produção de plástico e outras matérias primas, porém, acredita que no longo prazo, não
há chances nem para o biodiesel, nem para os combustíveis fósseis.
5.6.1 Tecnologias utilizadas na geração de eletricidade a partir da biomassa
Os combustíveis derivados da biomassa e os equipamentos utilizados na geração de
eletricidade a partir da biomassa, como motores de combustão interna (MCI), turbinas a gás
(TG) e células a combustível, podem apresentar maior eficiência, pois possuem melhor
combustão, apresentam menor emissão atmosférica e geram maior quantidade de energia
elétrica, produzindo menor quantidade de emissões por unidade de energia elétrica gerada.
Porém, os custos financeiros podem viabilizar ou inviabilizar sistemas baseados em biomassa.
131
Deve-se, portanto levar em conta os efeitos de escala iniciais dos investimentos desses
sistemas de geração elétrica.
Segundo Goldemberg e Coelho (2003) as tecnologias de obtenção de energia
utilizando biomassa estão associadas à necessidade ou não da conversão da biomassa antes da
combustão, dividindo-se em dois grupos: primeiro a combustão direta da biomassa e, segundo
a queima de combustíveis líquidos ou gasosos derivados da biomassa. No primeiro grupo a
biomassa é queimada junto com combustível fóssil e no segundo utilizam-se tecnologias que
fazem a gaseificação, biodigestão e pirólise da biomassa.
Assim, a preparação da biomassa passa por processos primários, de ordem: a) físico-
química (moagem, atomização, secagem, prensagem, extração, etc.); b) micro biológica
(fermentação para obtenção de álcool etílico, digestão, anaeróbia, etc.); c) termoquímica
(combustão direta, gaseificação, pirólise, etc.). Para a combustão final, os sistemas de queima
a serem utilizados são a combustão direta em turbinas a gás, ou a produção de vapor em
caldeiras, seja por meio de queimadores de grelha fixa ou móvel, pela queima em suspensão,
ou pela queima em leito fluidizado. No ciclo combinado, ambas as tecnologias são utilizadas
(GOLDEMBERG; COELHO, 2003).
Nas tecnologias empregadas para geração de energia elétrica pode-se destacar no
setor sucro-alcooleiro a utilização de sistemas de cogeração com turbinas de contrapressão,
turbinas de dupla extração e condensação, e no futuro a tecnologia BIG-GT (Biomass
Integrated – gas turbine), uma tecnologia de cogeração avançada de biomassa integrada. Nas
indústrias de papel e celulose tipo Kraft utiliza-se turbinas com dupla extração e condensação
de vapor.
O uso da tecnologia de turbina a gás/ gaseificação integrada da biomassa é uma
alternativa adequada em substituição à turbina a vapor para geração. Essa tecnologia já foi
desenvolvida para o gás natural e líquidos nobres, como gaseificadores de biomassa, e
contempla a união de ciclos avançados de Brayton (turbina a gás) para geração elétrica ou
cogeração, baseado em gaseificadores de carvão.
Essa tecnologia pode trazer vantagens ambientais para a biomassa, reduzindo a
níveis muito baixos a emissão de gases nocivos, porém traz preocupações quanto à poluição
local do ar e ao aquecimento global. Um inconveniente climático desse tipo de geração é a
produção de NO
x
térmico, que surge na oxidação do nitrogênio na combustão do ar em
elevadas temperaturas na câmara de combustão e o NO
2,
formado do nitrogênio existente na
biomassa (REIS, 2003).
132
5.6.2 Energia da cana de açúcar e da madeira e clima
O avanço da utilização de tecnologias de produção de energia utilizando a biomassa
está diretamente ligado a aspectos ambientais, tais como a minimização de emissões
atmosféricas por meio de material particulado e de NO
x
e a redução de emissões de gases
causadores do efeito estufa.
Tendo em vista a diversidade de opções de fontes de biomassa e tecnológica, para
Goldemberg e Coelho (2003), a identificação e análise dos impactos ambientais da cogeração
utilizando a biomassa não é um trabalho fácil. A rigor a análise ambiental deveria ser
realizada considerando todo o ciclo do combustível, ou seja, todo o processo de produção. No
caso dos setores sucro-alcooleiro, de celulose e papel e do setor arrozeiro, a etapa de produção
da biomassa não é considerada. Portanto, a análise e identificação dos impactos ambientais
concentram-se somente na conversão da biomassa em eletricidade e calor, e os principais
impactos ambientais encontrados são as emissões atmosféricas, o consumo excessivo de água,
a descarga de resíduos líquidos efluentes e a liberação de resíduos sólidos.
Bajay e Ferreira (2005) afirmam que a biomassa pode causar muitos danos de ordem
econômica, social e ambiental, caso não seja produzida de forma sustentável e com políticas
adequadas. Para eles a agricultura e a silvicultura devem estar para além do fornecimento de
matéria-prima para a indústria, devem revitalizar o solo evitando a desertificação, melhorar o
sistema de drenagem e assegurar a biodiversidade.
A geração com biomassa apresenta baixa emissão de enxofre, porém o licor negro
pode apresentar taxas altas. Com relação à emissão de óxidos de nitrogênio são também
baixas, tendo em vista a baixa temperatura de combustão da biomassa e o seu alto teor de
umidade. A cogeração a partir da biomassa apresenta desvantagem com relação à emissão de
particulados e compostos orgânicos voláteis e vantagem significativa no que se refere à
emissão de hidrocarbonetos e dióxido de carbono CO
2
.
Com relação à emissão global de poluentes atmosféricos a cana de açúcar, usada para
produzir energia é um processo mitigador, pois as emissões de CO
2
na combustão são
recuperadas pelo processo de fotossíntese durante o cultivo da cana. Dessa maneira a
agroindústria brasileira fixa anualmente 12,74 Mt de carbono, conforme a Tabela 2.
133
Tabela 2 – Agroindústria brasileira de cana de açúcar e diminuição de CO
2
ATIVIDADES
BALANÇO (Mt carbono/ano)
Uso de combustíveis fósseis no cultivo de cana
+ 1,28
Emissões de metano (queima de cana)
+ 0,06
Emissões de N
2
O
+ 0,24
Substituição da gasolina por álcool
- 9,13
Substituição de óleo combustível por bagaço nas indústrias
química e de alimentos
- 5,20
Consumo líquido total
- 12,74
Fonte: Macedo, 1998, apud Bajay e Ferreira (2005).
No que se refere à produção de energia elétrica em ciclos BIG-GT a partir da
madeira, as emissões de dióxido de carbono estão atreladas à sustentabilidade do ciclo de
produção da biomassa (SWEZEY et al., 1995, apud GOLDEMBERG; COELHO, 2003).
De acordo com estudos realizados com a tecnologia BIG-GT para geração de energia
elétrica a partir do bagaço de cana de açúcar, onde foram pesquisados o balanço de
energia/emissão líquida de CO
2,
CH
4
e outros gases de efeito estufa e a emissão de
particulados, observou-se que essa tecnologia apresenta uma grande contribuição para a
redução de gases de efeito estufa e de particulados. Essa vantagem é devido à quantidade
adicional de biomassa que fica disponível para geração de energia elétrica, às maiores
eficiências de conversão e às emissões evitadas com redução da queima da cana (REIS,
2003).
No Brasil a colheita de cana é realizada por meio do corte manual de colmos inteiros
e da colheita mecanizada de colmos picados em rebolos. Como ambos os processos não
prevêem a colheita integral da planta da cana e visam somente a colheita dos colmos, o
desempenho dos dois sistemas apresenta baixo rendimento quando aplicados a colheita de
canaviais sem queima prévia. A eliminação das queimadas além de reduzir a emissão de CO
2
,
na colheita sem queima prévia também apresenta a vantagem da utilização do palhiço
(ponteiros, folhas verdes e palha) para cogeração de energia, o qual representa 1/3 (um terço)
da energia total contida na cana (GOLDEMBERG; COLEHO, 2003).
Os sistemas BIG-GT reduzem a queima da cana antes da colheita e promovem maior
eficiência na geração de energia, contribuindo para diminuir a emissão de CO
2
. Portanto,
relacionando com a situação atual, os impactos principais são: a) na agricultura – quantidades
maiores de biomassa estarão disponíveis após a queima. Porém, esse efeito positivo é
134
reduzido se for usado óleo diesel para colher, carregar e transportar a cana com palha (não
queimada); b) na indústria – há um ganho de eficiência utilizando as caldeiras de bagaço de
cana atuais, resultando em mais disponibilidade de energia final.
A utilização da tecnologia BIG-GT contribuirá para diminuir a emissão de
particulados com o processo da colheita de cana sem queima e com a substituição das atuais
caldeiras de bagaço pelos ciclos de gaseificação/ turbinas a gás. Com isso, acredita-se que a
contribuição nas diferenças de emissões de NO
x
e CO seja pequena, porém uma melhor
quantificação somente será possível com maior conhecimento do processo de gaseificação
adotado. A produção de metano devido a palha no solo não é significativa, não havendo
também diferenças expressivas quanto a emissão de N
2
O pelo uso de fertilizante nitrogenado
(REIS, 2003).
O uso da biomassa em substituição aos combustíveis fósseis para minimizar as
emissões de CO
2
, em termos socioambientais revela-se mais vantajoso que as florestas para o
seqüestro de carbono (HALL et al., 2005). Há registros do cultivo de florestas de eucalipto no
Brasil desde 1909. O país domina a silvicultura do eucalipto empregando-o como fonte de
energia de biomassa, na indústria de papel e celulose, e conta hoje com a maior área de
eucalipto do mundo, em torno de 6 milhões de hectares. A evolução da tecnologia de
produção do eucalipto não segue o modelo linear de inovação, pois apresenta uma
“construção social da tecnologia” (Mackenzie e Wajcman, 1985, apud BAJAY; FERREIRA,
2005). Portanto, é uma tarefa complexa, pois o seu conhecimento tecnológico e científico esta
relacionado a fatores políticos, econômicos, culturais e ambientais, envolvendo uma série de
atores sociais (Callon, 1995, apud BAJAY; FERREIRA, 2005).
Nessa visão vários atores estão lutando e competindo por recursos para gerar e
manipular redes de atores ou fontes com a meta de realizar projetos tecnológicos no qual eles
façam parte procurando obter lucros ou poder político. Segundo Latour, 1998, apud BAJAY e
FERREIRA, 2005, a racionalidade nesta luta somente será encontrada percorrendo o caminho
dos atores na rede e considerando-a um estudo de poder social. Assim as redes de atores são
criadas visando obter e concentrar os recursos necessários. A maioria desses atores possui um
enorme poder econômico e político, pois representa organizações industriais e comerciais.
Outros, porém, são relativamente fracos, dependendo do coletivo e da motivação pública para
sobreviverem na rede. Por exemplo, a natureza, a qual pode expressar-se por meio de
mudanças climáticas e por meio de ONGs ambientalistas, obrigando os elos mais fortes da
rede a refletirem.
135
A importância dada à teoria de redes para a alta tecnologia ainda tem que ser
demonstrada, porém nesse caso serve para denunciar o atual modo de examinar tecnologias de
forma separada das forças sociais que as criam.
Os benefícios ambientais e sociais diretos e indiretos advindos dos atributos das
plantações de curta rotação são criação de empregos e riqueza, controle de enchentes e erosão,
melhoria do solo, proteção das bacias hidrográficas, melhoria da qualidade de água, criação
de centros de lazer e recreativos e melhoria do balanço de CO
2
.
Os possíveis impactos atmosféricos da silvicultura, relacionados à derrubada, corte e
o transporte da madeira, são a poeira temporária em estradas e trilhas, emissões das maquinas
para a colheita e o transporte, poluição do ar pelas queimadas planejadas e impacto na
concentração de CO, principalmente se a área florestal for substituída, em caráter permanente,
por área agrícola ou o contrário (BAJAY; FERREIRA, 2005).
A produção e exportação de combustível de biomassa, principalmente o etanol da
cana de açúcar, também podem ser revertidas em créditos de carbono para o Brasil, uma vez
que outros países o importam para substituir os combustíveis fósseis de suas matrizes,
reduzindo a emissão de GEEs.
Utilizando-se dos MDLs, o mercado de créditos de carbono pode auxiliar na redução
das emissões de GEE, criando um valor transnacional para as reduções, como os mecanismos
criados para gases poluentes na Europa e Estados Unidos, por exemplo, o Programa da Chuva
Ácida (ROCHA, 2004).
5.6.3 Energia de resíduos sólidos urbanos e clima
Segundo o IPT, 1998, apud Rosa et al. (2003) o lixo brasileiro é uma mistura
composta por 65% de restos de alimento, 25% de papel, 5% de plástico, 2% de vidro 3% de
metais. Assim, o material orgânico, ou seja, 65% do lixo serve como combustível para
incineração e os demais para reciclagem. O gás do lixo em geral é uma mistura composta de
50% de metano (CH
4
), 45% de dióxido de oxigênio (CO
2
) e 5% de ácido sulfídrico (H
2
S).
As principais tecnologias de aproveitamento de resíduos sólidos urbanos para
geração de energia são a tecnologia do gás do lixo - GDL, a tecnologia de incineração
controlada do lixo, a DRANCO (Dry Anaerobic Composting) e a BEM (Biomassa – Energia
– Materiais, processo de pré-hidrólise ácida).
136
A geração de energia a partir do gás do lixo apresenta as vantagens de estar situada
próxima a centros consumidores e apresentar uma eficiência energética em torno de 20 a 50%
(ROSA et al., 2003).
A tecnologia de incineração controlada do lixo, embora seja muito utilizada no
Japão, Suíça, Alemanha e França, no Brasil ainda é somente utilizada para resolver a questão
de resíduos perigosos e hospitalares, não sendo direcionada para produção de energia.
Na concepção moderna de incineração do lixo municipal é utilizada uma dupla
câmera de combustão composta de uma câmera primaria com temperaturas entre 500 e 900
o
C,
a qual evita a volatilização do chumbo, cádmio, cromo e mercúrio, bem como, diminui a
formação de óxidos nitrosos, reduzindo a parte sólida (cinzas) a cerca de 4 a 8% do volume
original, permitindo seu aproveitamento em aterros e na construção civil. Na segunda câmera
com temperatura entre 1000 e 1250
o
C, os gases gerados na primeira são oxidados a CO
2
e
H
2
O, eliminando as dioxinas e furanos, que são compostos nocivos aos seres humanos. Esses
gases que saem da câmera secundária podem ser tratados por processos físicos e químicos de
resfriamento, produzindo vapor d‟água que pode ser utilizado na geração de energia elétrica,
sistema de aquecimento ou refrigeração. Por fim, esses gases podem ser neutralizados e
filtrados capturando-se SO
x
e HCL e fuligem, sais e hidróxido de cálcio.
Como exemplo, a incineração controlada de 500 toneladas de resíduos sólidos
urbanos permite abastecer uma usina termelétrica com potência de 16 MW, ou seja, um
potencial energético de 0,7MWh/t.
No que se refere a essas tecnologias e às questões climáticas, observa-se que o lixo
aterrado é uma mistura de gases composta basicamente por CO
2
e CH
4
. Como o metano é de
20 a 50 vezes mais poluente que o dióxido de carbono e, portanto, contribui de forma mais
contundente para o aquecimento global, alguns países europeus como medida de prevenção
em relação ao aquecimento global, sobretaxaram os aterros sanitários de alguns municípios,
tendo em vista que eles são muito mais poluentes do que qualquer uma das tecnologias de
aproveitamento de resíduos sólidos urbanos acima citados.
Essas alternativas reduzem a emissão de metano nos aterros, produzindo um impacto
ambiental positivo, uma vez que o metano é um gás de efeito estufa muito potente. Na
geração de energia, ainda é possível acrescentar o fato de se evitar a emissão de dióxido de
carbono proveniente da queima de combustíveis fósseis, uma vez que esses são substituídos
pela queima do gás do lixo em turbinas térmicas (ROSA et al., 2003).
Qualquer processo de combustão produz óxidos nitrosos (NO
x
) e monóxido de
carbono (CO), portanto, é necessário controlar a combustão e utilizar um sistema de
137
tratamento de gases para reduzir as emissões a valores tecnicamente e ambientalmente
toleráveis. As normas brasileiras de emissões de gases oriundos de combustão em caldeiras
são bem mais rigorosas que as emissões de veículos automotores. Como exemplo, as
emissões de NO
x
para veículos leves e pesados giram em torno de 1500 e 6000ppm por
quilômetro rodado, já na chaminé termelétrica em torno de 560 mg/Nm
3
ou 750 ppm de
tolerância. Então, pode-se concluir que as emissões desses gases em uma termelétrica a gás do
lixo são inferiores quando comparadas às emissões de veículos automotivos, contribuindo em
menor escala para o aquecimento global.
Assim, a utilização do gás do lixo como fonte geradora de energia é ambientalmente
muito relevante, tendo vista que grandes quantidades de lixo são produzidas diariamente nas
cidades e metrópoles brasileiras e que esse fato implica a geração intensa de gases de efeito
estufa. Também é importante o fato de se reaproveitar gases provenientes do lixo para geração
de energia, o que resultaria num alívio na necessidade de geração de energia no sistema de
potência a partir de outras fontes emissoras de poluentes atmosféricos.
5.6.4 Energia de óleos vegetais e clima
O biodiesel é o produto de uma reação de óleos vegetais com um intermediário ativo
formado pela reação de álcool com um catalizador, processo conhecido como
transesterificação, resultando como produtos um éster (o biodiesel) e glicerol (ROSA et al.,
2003). As principais tecnologias utilizando óleos vegetais são a mistura de óleos vegetais com
diesel, a utilização de óleos vegetais craqueados e a utilização de ésteres de vegetais.
Essas tecnologias permitem aumentar a oferta de energia a partir de fontes
renováveis, tendo em vista que parte dos reagentes é oriunda da biomassa.
O álcool utilizado na reação pode ser de origem vegetal ou mineral, até 22% do
volume de reagentes. As emissões de dióxido de carbono, no caso da origem vegetal (rota
etílica), resultantes da queima do biodiesel são 100% recapturadas pelo processo de
fotossíntese nas safras seguintes, de onde são extraídos o álcool e o óleo. No caso de se
utilizar álcool mineral (rota metílica), apenas as emissões de CO
2
referentes ao óleo são
recapturadas, o que equivaleria a uma redução de 78 a 90% das emissões, comparando-se ao
diesel e ao metanol (ROSA et al., 2003).
138
Comparando-se o uso do biodiesel puro – B100 e do diesel mineral, verifica-se
também a redução de 98% nas emissões de óxidos de enxofre e de 50% nas emissões de
material particulado. Entretanto, há um aumento de 13% nas emissões de NO
x
, poluindo o ar
principalmente em escala local.
O óleo diesel mineral apresenta substâncias denominadas mercaptanas, as quais são
muito nocivas ao meio ambiente e ao homem. Essas substâncias resultantes da descarga de
motores a diesel são emitidas para a atmosfera e nas partidas e acelerações, quando não estão
ajustados adequadamente, funcionam fora do intervalo normal de emissões de quantidade de
poluentes para a atmosfera. As mercaptanas sofrem oxidação quando da queima do biodiesel
adicionado com diesel mineral, resultando dióxido de enxofre, o qual é mais volátil e causa
menos danos aos habitantes de áreas urbanas. Ao medir, por meio de análises físico-químicas,
as emissões de mercaptanas para mostrar os efeitos positivos da soma de biodiesel e diesel
mineral, pesquisadores da COPPE/UFRJ concordam que o biodiesel pode ser misturado ao
óleo diesel em qualquer proporção.
A emissão de gases de efeito estufa para a mistura B28 (28% de biodiesel e 72% de
diesel) reduz em 25,2%, enquanto que para a mistura B10 (10% de biodiesel) reduz em 9%. A
emissão de enxofre para B28 é reduzida em 26,6% e em B10 a redução é de 9,5%. A redução
dos níveis de emissão também vale para o material particulado, onde para B28 é de 14% e
para B10 é de 5%. Entretanto, ao contrário dos poluentes citados, a emissão de NO
x
, aumenta,
para B28 em 3,5% e para B10 em 1,3% (ROSA et al., 2003).
Assim, todo processo produtivo abastecido com combustível B100 apresentará
balanço de emissões de dióxido de carbono CO
2
nulo, durante todo o ciclo de sua vida. Se
utilizar biodiesel híbrido, o balanço de emissões de dióxido de carbono do seu ciclo de vida
será menor do que quando utilizar combustíveis fósseis. Mesmo que o combustível fóssil seja
utilizado somente em parte do processo o balanço das emissões da produção será sempre
inferior àquele utilizando somente combustíveis fósseis, pois o biodiesel é um redutor de
emissões. Quando se utiliza óleo usado ocorre a redução dos resíduos encaminhados às
estações de tratamento de esgoto e aos aterros sanitários. Como o biodiesel é biodegradável o
seu impacto é reduzido quando comparado ao do óleo diesel.
A oferta de biodiesel aumenta na mesma proporção da oferta de substâncias tais
como sabões de sódio ou de potássio e glicerina (o glicerol é um produto com várias
aplicações, dentre elas a indústria de cosméticos e geração de energia pela pilha a
combustível). A utilização desses subprodutos na reação gera problemas ambientais, uma vez
139
que não se encontra aplicação para eles. Outras matérias-primas foram identificadas, porém
apresentam alto custo e desinteresse do mercado.
Além dos benefícios ambientais climáticos, o uso de óleos vegetais como
combustível gera emprego, aumenta a fração protéica das oleaginosas e contribui para
nitrogenar o solo durante o crescimento possibilitando associar o plantio de outras culturas. A
nitrogenação com espécies oleaginosas contribui de forma significativa para a recuperação de
solos improdutivos.
O Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel – PNPB é relevante para o
desenvolvimento sustentável do país, pois contribui para inserção de mais uma fonte de
energia renovável na matriz energética, promove a inclusão social de agricultores familiares
gerando emprego e renda por meio de uma cadeia de biodiesel, e melhora a condições
ambientais, por meio do seqüestro de carbono, diminuindo as emissões de gases de efeito
estufa. Além disso, promove o desenvolvimento tecnológico nas fases agrícola e industrial,
envolvendo equipamentos e motores com proporções diferentes diesel/biodiesel e por meio da
ANP – Agência Nacional do Petróleo, propicia através de leilões o surgimento de um
mercado brasileiro de biodiesel (MRE et al., 2008).
As principais diretrizes do PNPB são: introdução do biodiesel na matriz energética
brasileira de forma sustentável, permitindo a diversificação, participação e crescimento das
fontes de energia renováveis, possibilitando maior segurança energética e minimização de
impactos ambientais; incentivos a geração de emprego e renda para produção de oleaginosas
por produtores rurais familiares; redução de disparidades regionais, como o semi-árido e
Norte; redução na importação do petróleo; regulamentação flexível de maneira a possibilitar a
utilização de diversas matérias primas e tecnologias (transesterificação etílica ou metílica,
craqueamento, e outros).
O Brasil apresenta condições favoráveis de solo e clima, e uma vasta extensão
territorial, e também uma diversidade de opções em termos de matérias-primas oleaginosas,
tais como a palma (dendê), a mamona, a soja, o algodão, o amendoim, o pinhão manso, o
girassol, as gorduras animais e óleos residuais.
O biodiesel foi definido em janeiro de 2005, pela Lei n
o
11.097, como um
biocombustível derivado da biomassa renovável a ser utilizado em motores à combustão
interna ou para geração de outro tipo de energia que possa substituir a utilização de
combustível fóssil. A função de regular e comercializar biocombustíveis foi delegada à ANP
(MRE et al., 2008). Essa lei estabeleceu de forma facultativa a partir daquele mês a mistura de
2% de B100 ao diesel (biodiesel B2), sendo obrigatória no território nacional no primeiro
140
semestre de 2008 e passando a 3% (B3) no segundo semestre, devendo ser ampliada para 5%
em 2013. Como resultado, a produção de B100 aumentou 188,7% do ano de 2007 para 2008,
chegando a 1.167.128 m
3
de biodiesel no país.
Em 2005 a participação de fontes renováveis no mercado de combustíveis brasileiro,
incluindo etanol anidro e hidratado, foi de 16,9%. Com a inserção de biodiesel a o diesel, na
proporção de 2% (B2) e 5% (B5) essa percentagem deverá passar respectivamente para 17,9%
e 19,6%, levando em conta também o crescimento do mercado de automóveis flex.
O consumo de óleo diesel brasileiro totaliza 40 bilhões de litros por ano, sendo que
7% são importados. O setor de transportes consome 80,3%, o agrícola 16,3% e outros setores,
incluindo o industrial consomem 3,4%. Dessa forma, a adição de biodiesel tipo B2 e B5 ao
diesel necessitam respectivamente de uma produção anual de 800 milhões e de 2,1 bilhões de
litros (MRE et al., 2008).
No mês de julho de 2007, a capacidade autorizada pela ANP, para produção de
biodiesel no Brasil era de 1,6 bilhões de litros/ano, os quais foram produzidos por 35 fábricas
e comercializados por cinco mil postos revendedores distribuídos em todo Brasil. Esse
volume foi superior ao necessário para atender a demanda de mistura B2 legalmente
facultativa até janeiro de 2008. Para uma produção de 800 milhões/ano o B2 gera divisas de
US$ 700 milhões e o B5 com uma produção de 2,1 bilhões de litros/ano gera divisas em torno
de US$ 1,8 bilhões.
Os produtores e importadores de petróleo estão obrigados a comprar o biodiesel na
proporção de sua participação no mercado. Nos leilões a ANP fixa um preço de referência e
as empresas vencedoras são aquelas que oferecem o combustível ao menor preço. Salienta-se
que o preço médio do combustível diminuiu 9% entre o primeiro e o quarto leilão, o que
significa que os produtores tem evoluído na sua curva de aprendizado e tendem a oferecer o
biodiesel a preços cada vez mais competitivos com o diesel de origem fóssil (MRE et al.,
2008).
Passados cinco anos da instituição do PNPB, o programa, além de diversificar as
fontes de energia na matriz energética brasileira, aumenta a participação de fontes renováveis
para o abastecimento interno, contribuindo para a segurança energética de forma sustentável.
141
5.7 CENTRAIS TERMELÉTRICAS
O princípio de funcionamento de uma central térmica baseia-se na conversão de
energia térmica em mecânica e depois em elétrica. A energia térmica é obtida utilizando um
fluído que se expande e nesse processo de expansão, realiza trabalho dentro de uma turbina
térmica, convertendo a energia térmica em mecânica. Essa energia mecânica aciona um eixo
que está ligado a um gerador, fazendo com que o gerador funcione e transforme a energia
mecânica em energia elétrica.
A produção de energia térmica pode ocorrer pela transformação de energia química
dos combustíveis utilizando um processo de combustão ou utilizando energia nuclear de
combustíveis radioativos, através da fissão nuclear. As centrais que usam combustão são
chamadas termelétricas e as que usam fissão são chamadas nucleares (REIS, 2003).
As centrais termelétricas podem ser classificadas conforme o método de combustão,
em combustão externa (quando o combustível não entra em contato com o fluído de trabalho)
e combustão interna (quando se efetua uma mistura de ar e combustível).
As centrais térmicas apresentam-se divididas em três grandes grupos, de acordo com
os processos de conversão de calor em eletricidade: as centrais a vapor, as centrais a gás e as
nucleares. Existem outros processos, mas sempre baseados nesses três ou numa combinação
deles. Como por exemplo, os utilizados na cogeração para produção conjunta de eletricidade e
vapor para uso no processo (REIS, 2003).
Especificamente para a central nuclear, o aquecimento de água não é realizado pela
combustão, mas pela energia gerada no processo de fissão nuclear (reação nuclear controlada
em cadeia). No PWR – Pressurized Water Reactor (Reator de Água Pressurizada) o gerador
de vapor é ligado ao reator nuclear produzindo calor.
Tendo em vista a grande variedade de combustíveis que correspondem a uma grande
quantidade de recursos renováveis e não-renováveis, existem várias possibilidades e processos
de geração termelétrica.
Os combustíveis mais usuais utilizados nas centrais a vapor são o óleo, o carvão
mineral, a biomassa (madeira, bagaço de cana e lixo) e os derivados do petróleo. Nas
máquinas elétricas o combustível utilizado é o gás natural e o óleo diesel. Na usinas nucleares
utilizam-se os combustíveis nucleares (U e Pt) (REIS, 2003).
As principais centrais termelétricas são as centrais a diesel, centrais a vapor (não-
nucleares), centrais nucleares, centrais a gás, centrais termossolares e geotérmicas. Há
142
tecnologias que apresentam um melhor desempenho ambiental, como as que envolvem os
ciclos combinados de centrais a gás e vapor e a gaseificação, em especial do carvão mineral e
da biomassa.
Em 2000, a ANEEL, através da Resolução n
o
21, criou a figura do “co-gerador-
qualificado” que visa que visa qualificar, credenciar e fomentar a cogeração, utilizando
princípios de racionalidade energética. O primeiro princípio está relacionado ao montante de
energia gerado nos últimos 12 meses, o qual não pode ser inferior a 15% do aporte energético
combustível e, o segundo critério está ligado à eficiência do sistema, utilizando dados
nominais ou reais e o planejamento de operação. Essa resolução fixa valores mínimos de
eficiência, sendo maiores para instalações que utilizam combustíveis fósseis e levando em
conta a capacidade elétrica instalada (5MW, 20MW e 50MW). Existe uma relação mínima de
eficiência elétrica dada pela relação entre a eficiência térmica/energia do combustível= E
t
/E
c
.
Essa eficiência tenderá para um valor máximo, quando a relação E
t
/E
c
mínima estiver
próximo de 0,15 e, portanto o sistema de cogeração será mais qualificado quando sua relação
se aproximar de 0,15 (BAJAY; FERREIRA, 2005).
As tecnologias de cogeração apresentam relações eletricidade gerada/calor produzido
E
g
/E
c
e parâmetros de eficiência diferentes. Portanto, as que possuem menor relação E
g
/E
c
apresentam menor eficiência e, aquelas que têm maior relação E
g
/E
c
possuem maior
eficiência.
Para os sistemas de cogeração com turbinas a gás em ciclos combinados, é possível
satisfazer os critérios técnicos para uma maior eficiência, porém, o mesmo não é possível para
sistemas de cogeração com motores a combustão interna. No caso dos ciclos a vapor os
valores mínimos de eficiência de geração elétrica requeridos são altos e não podem ser
satisfeitos. Ao realizar uma análise dos ciclos a vapor de extração chega-se a mesma
conclusão. Dessa forma o critério de capacitação descrito na norma 021/2000 é muito
rigoroso para o setor industrial, no qual há o maior potencial de cogeração. Assim utiliza-se o
princípio de que o co-gerador é qualificado quando ocasionar uma economia de energia
primária em relação à utilização de um sistema convencional para atendimento da demanda
térmica, mais a geração termelétrica.
Dessa maneira, a Resolução n
o
021/2000 falha em dois pontos: primeiro porque
estabelece eficiências de referência com valores muito elevados, quase impraticáveis e,
segundo porque a avaliação de parâmetros tomando como base a produção real média ao
longo de um ano, apresenta dificuldade de controle (BAJAY; FERREIRA, 2005).
143
Assim, em 2000 a Portaria MME n
o
551, com base no Programa de Implantação de
Termelétricas, criou o Programa de Incentivo à Cogeração, para incentivar plantas de
cogeração, qualificadas pela ANEEL, com as seguintes bases: primeiro garantia pela
Petrobrás de suprimento de gás natural, segundo garantia de aplicação de valor normativo até
20 anos e terceiro garantia de preço para o gás natural. Portanto, esse programa incentivou
principalmente a instalação de plantas que consomem gás natural.
5.7.1 Geração termelétrica e clima
As termelétricas que operam a partir da queima de combustíveis derivados do
petróleo ou carvão mineral causam sérios danos ao meio ambiente. Assim, na seqüência são
apresentados os principais impactos da tecnologia termelétrica associados à geração e uma
comparação entre termelétricas a gás natural, a carvão e a óleo.
Os efluentes de uma termelétrica podem ser divididos em aéreos, líquidos e sólidos,
sendo que os aéreos são os que apresentam potencial poluidor mais intenso. Os principais
efluentes aéreos são o dióxido de carbono (CO
2
), óxidos de enxofre (SO), material particulado
(MP), óxidos de nitrogênio (NO
x
), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos (REIS,
2003).
A central termelétrica geradora de energia é a segunda principal emissora de CO
2
,
influenciando de forma significativa para o aquecimento global, perdendo apenas para o setor
de transportes. Os países desenvolvidos são os maiores responsáveis por esse tipo de emissão,
devido a sua dependência da geração termelétrica. O dióxido de carbono é o principal efluente
aéreo produzido em especial pela geração de energia elétrica. Porém, o principal problema
relacionado ao CO
2
está na queima de combustíveis fósseis, os quais não apresentam balanço
energético que realize sua absorção, ao contrário da biomassa, colocando-a como uma
alternativa para geração de energia elétrica.
O enxofre presente no combustível transforma-se, por combustão, em óxidos de
enxofre (SO) e dióxidos de enxofre (SO
2
). Quando liberado na atmosfera, oxida dando origem
a sulfatos e gotículas de ácido sulfúrico. As emissões sulfurosas de usinas a óleo são
superiores às usinas a carvão e a gás natural, tendo em vista que o petróleo e derivados
possuem um teor de enxofre maior que o carvão mineral. Conforme a concentração na
atmosfera pode ocasionar a chuva ácida (REIS, 2003).
144
O material particulado - MP, ou seja, as cinzas formadas durante a combustão do
combustível ou presentes no combustível são levadas pelo fluxo de gases da chaminé, e
espalhadas na atmosfera. Esse material deposita-se nas edificações, nas instalações elétricas e
na cobertura vegetal, além de prejudicar a visibilidade atmosférica.
Como o teor de cinzas no carvão mineral é maior que nos óleos combustíveis e no
gás, uma central a carvão produz maior quantidade de particulados que uma central a óleo ou
gás. As cinzas produzidas pela combustão do carvão não tem uso alternativo, e apresentam
problema quanto ao descarte e reciclagem (REIS, 2003).
Os óxidos de nitrogênio surgem durante a combustão e estão relacionados ao tipo de
queimadores das caldeiras, à forma e temperatura de combustão. Formam-se do nitrogênio
existente no combustível que em contato com o ar sofre combustão. Nas plantas produz
redução de crescimento e queda prematura de folhas. Esse gás é uma das substâncias mais
importantes na cadeia fotoquímica de formação do smog.
O monóxido de carbono e os hidrocarbonetos são emitidos devido à queima
incompleta do combustível. Deve-se ter cautela com os hidrocarbonetos para evitar sua reação
fotoquímica com óxidos de nitrogênio, pois essa reação produz compostos oxidantes. O
monóxido de carbono é importante para o controle da eficiência da caldeira e deve, portanto,
estar sobre constante controle.
A combustão do carvão gera os gases ácidos citados anteriormente. Entretanto, as
emissões podem ser controladas utilizando carvão de baixo teor de enxofre, queimadores de
enxofre e depuradores de enxofre (FGD – flue gas desulphurization). Pode-se remover o NO
x
do gás e melhorar a combustão utilizando redutores catalíticos.
O gás natural na cogeração poderá ser utilizado para mover uma turbina de
combustão, produzindo vapor, que moverá uma turbina em ciclo combinado, ou atuará como
combustível de uma célula a combustível. Porém, a queima do gás natural apresenta emissão
do SO
x
significativa, por outro lado, não produz cinza e nem SO
2
, e a emissão de CO
2
é
muito pequena. Ressalta-se que até o momento não existem tecnologias que controlem ou
diminuam as emissões de CO
2
.
A geração termelétrica a partir de carvão mineral, gás natural e biomassa, levando
em conta os ciclos de combustível completos, apresenta impactos ambientais tanto na geração
utilizando biomassa em ciclo BIG-GT combinado de 113MW, como a gás natural em ciclo
combinado convencional de 505 MW. Comparando os dois tipos de geração e dependendo do
tipo de tecnologia de mitigação, as emissões atmosféricas de óxidos de nitrogênio são mais
intensas no caso do ciclo BIG-GT, cerca de 5 vezes maior que no gás natural (0,493 x 0,095/
145
kWh). Então, como a térmica a gás natural emite apenas 5ppm de óxidos de nitrogênio, a
BIG-GT operando com gás natural emite 25ppm, não levando em conta no caso da BIG-GT a
tecnologia de mitigação (REIS, 2003).
Com relação à descarga de efluentes líquidos a emissão é seis vezes maior para a
tecnologia BIG-GT, ou seja, em torno de 0,06 g/kWh contra 0,01 g/kWh para a geração com
gás natural. Esse resultado se deve ao tratamento da biomassa e limpeza do gás combustível
antes da injeção na turbina a gás.
O consumo de água também é influenciado pelas etapas e é superior ao do ciclo
combinado com gás natural. No que se refere aos resíduos sólidos é aproximadamente 0,224
g/kWh, na geração elétrica, para o BIG-GT e não se pode estimar para a geração a gás natural,
sendo considerada desprezível na etapa de geração elétrica em relação às demais etapas.
O consumo de água depende da tecnologia de geração utilizada, mais
particularmente da tecnologia de condensação empregada. Nos sistemas de cogeração esse
problema quase inexiste, pois o processo industrial é o condensador do ciclo. Para o caso de
geração termelétrica e uma mesma tecnologia de resfriamento não há desvantagem quando
comparada com outras técnicas de cogeração, porém deve-se levar em conta a localização em
caso de cogeração de grande porte.
No entanto, em geral, as centrais termelétricas utilizam em seus ciclos de
condensação grandes quantidades de água, portanto seus projetos têm que apresentar um
rigoroso planejamento dos recursos hídricos locais. No que se refere ao aspecto ambiental
esse projeto demanda o manejo de uma grande quantidade de recursos hídricos para que se
possam obter parâmetros adequados de controle da combustão e eliminação de poluentes
atmosféricos, o que por sua vez pode causar impacto ambiental nos recursos hídricos locais.
O licenciamento e execução de plantas de geração termelétricas estão
regulamentados pelo Conama, considerando as leis municipais e estaduais e limites de
tolerância de cada sistema. As termelétricas de pequeno porte até 5MW dispensam
apresentação de EIA – Estudos de Impacto Ambiental e RIMA – Relatório de Impacto
Ambiental (GOLDEMBERG; COELHO, 2003).
146
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A energia apresenta uma situação contraditória. Por um lado, é capaz de promover
desenvolvimento econômico e gerar emprego e renda melhorando a qualidade de vida. Por
outro, se esse desenvolvimento, oriundo da utilização de insumos energéticos, não se
processar de forma sustentável, conciliando consumo e preservação do grande ecossistema
Terra, ele poderá causar danos irreversíveis ao planeta e ao próprio homem. Parte desses
danos já pode ser sentida com a mudança global do clima e as previsões têm alertado para
situações catastróficas.
A maior parte dos cientistas defende que a interferência antrópica, juntamente com
fatores de ordem natural, tem sido a causa das mudanças climáticas. Devido aos gases tóxicos
liberados durante a combustão, os processos energéticos associados à produção de energia, ao
desmatamento e a atividade agropecuária são responsáveis pelos principais poluentes
encontrados na atmosfera e as tendências confirmam o crescente consumo energético no
mundo.
Os impactos ambientais da produção e do consumo de energia são complexos. Gases
como os óxidos de nitrogênio, de enxofre, monóxido de carbono e outros, causam não apenas
a poluição local, mas se propagam para além dos territórios em que se originaram, sob a
forma de chuva-ácida, smog e aquecimento global.
Os países desenvolvidos concentram o maior consumo de energia; um quarto da
população mundial que ali vive consome dois terços da energia gerada no mundo. O consumo
energético em países emergentes se elevará devido ao aumento populacional e ao
desenvolvimento econômico e até 2030 o consumo total de energia nas nações em
desenvolvimento, incluindo o Brasil poderá ultrapassar o consumo dos países OECD. Nesse
sentido, sobretudo para amenizar danos climáticos globais, os países deveriam investir na
substituição de combustíveis fósseis por energias renováveis e menos poluentes em suas
matrizes energéticas.
As mudanças energéticas globais ocorreram durante um período de várias décadas,
conduzidas pelos avanços tecnológicos. Essas mudanças não aconteceram apenas pela
extinção de um recurso energético e a conseqüente utilização de outro, mas principalmente
porque no desenvolvimento de tecnologias inovadoras de conversão e uso final, uma fonte se
tornava mais atraente que a outra. Portanto, mesmo que políticas abrangentes e efetivas em
direção a energias renováveis, menos poluentes e mais eficientes sejam intensificadas no
147
presente, ainda assim se levará muitas décadas para que essa mudança seja mais “atraente”.
Da mesma forma que nas transições energéticas ocorridas no passado a velocidade da atual
transição será condicionada em grande parte pelas tecnologias de conversão e uso final de
energia.
Essa inércia energética (sobretudo, inércia política) é uma limitação temporal, que
chama a atenção para a necessidade de se intensificar e acelerar a mudança para formas de
energia limpa. Portanto, a transição ora em andamento por meio de políticas, programas e
ações individuais de consumidores residenciais, comerciais e industriais, deve ser acelerada
para evitar a acomodação de tecnologias e infra-estruturas altamente poluentes e impactantes
existentes no Brasil e demais países emergentes. Manter esse ritmo ou retardar as mudanças
implica altos índices de emissão de GEEs e o risco de uma mudança climática catastrófica.
Acelerar essa transição energética é importante para melhorar as parcerias entre
governo, indústria e sociedade no sentido de substituição dos derivados de combustíveis
fósseis nos veículos e processos industriais, por energias renováveis. Pois, na medida em que
as parcerias aumentam sua influência econômica e política, conflitos políticos de grande
escala, como a luta por padrões mais rígidos de eficiência em veículos, a exigência da
utilização de energia renovável e os acordos internacionais para a diminuição dos gases GEE,
podem ser minimizados.
O século XX ficou conhecido como o século do carvão e do petróleo e o século XXI
pode ficar conhecido como o das fontes renováveis de energia. As estratégias e as políticas
para se atingir um futuro energético estão disponíveis, e a escolha de qual futuro energético se
quer para o Brasil e para o mundo está nas mãos dos brasileiros.
6.1 INICIATIVAS E POSSIBILIDADES BRASILEIRAS PARA MITIGAR GEEs DOS
PROCESSOS ENERGÉTICOS
Como objetivo geral dessa pesquisa, buscou-se analisar o estado presente das
energias renováveis e dos programas energéticos brasileiros e suas relações com a emissão de
GEE.
No que se refere às energias renováveis e sua interferência no sistema climático,
especificamente das emissões de GEE, de todas as fontes pesquisadas, a solar, a eólica e a
energia das ondas não emitem qualquer tipo de gás durante a captação do recurso e a geração
148
de energia. Os impactos de ordem climática para essas fontes são verificados na produção dos
componentes necessários a instalação dos geradores, como painéis, hélices e turbinas. Ainda
assim, essas fontes se apresentam como as melhores alternativas energéticas em termos de
mitigação de emissões de gases, além de serem fontes renováveis.
A energia a partir do hidrogênio lança na atmosfera praticamente água e oxigênio, e
no momento da reação do hidrogênio com o ar ocorre a formação de NO
x
, mas em
quantidades muito inferiores da que ocorre com a queima de combustíveis fósseis. Os
poluentes atmosféricos dessa fonte estão associados ao uso do combustível para a obtenção do
hidrogênio, como a solar, gás natural, carvão e biomassa. Nesse caso, a vantagem da
utilização do hidrogênio como fonte menos emissora de GEEs é válida se, para sua obtenção,
forem utilizados combustíveis que também emitam menos poluentes atmosféricos. Entretanto,
o desenvolvimento dessa tecnologia no Brasil, assim como a tecnologia da energia das ondas
é muito incipiente, não sendo adequadas para uso imediato.
No que diz respeito à biomassa, em específico às florestas plantadas, ao etanol de
cana de açúcar e ao biodiesel, essas fontes constituem uma alternativa viável considerando o
lançamento de GEEs. Isto porque, como já mencionado, durante o processo de fotossíntese no
seu ciclo de vida, a biomassa captura o CO
2
gerado pela queima da cana na colheita ou
produção de energia ou no uso do biocombustível, ao invés do combustível fóssil.
Entretanto, para que a biomassa de fato represente uma alternativa menos agressiva
ao meio ambiente, ela deve ser cultivada segundo padrões de sustentabilidade, assegurando a
recuperação de áreas degradadas, incluindo correção de solos, corredores ecológicos e
preservação dos recursos hídricos. Além disso, devem ser previstas políticas sociais que
garantam um trabalho seguro, salutar e adequadamente remunerado aos trabalhadores e que
incluam a agricultura familiar gerando renda e fixando o homem ao campo.
A utilização do gás do lixo como fonte de energia apresenta a dupla vantagem da
captura dos gases tóxicos que seriam liberados naturalmente para a atmosfera e da geração de
energia e ainda, soluciona um dos sérios problemas que assolam as cidades brasileiras, a
destinação de resíduos líquidos (chorume) e gasosos (metano) oriundos dos lixões urbanos.
Considerando o lançamento de GEEs, as centrais termelétricas vão poluir mais ou
menos dependendo da fonte de energia utilizada. No que se refere aos combustíveis fósseis, o
gás natural é o menos poluente e conforme a tecnologia utilizada emite menos gases GEEs
que a biomassa.
Tomando por base a geração de energia elétrica, estima-se o que seria considerado
“ambientalmente saudável” em termos de geração de energia, tendo em vista a variável
149
dióxido de carbono. Considerando a relação emissões de CO
2
em gramas de CO
2
(gCO
2
) por
kWh gerado referida no estudo, um “cenário” hipotético de oferta de energia elétrica visando
diminuir a emissão de GEEs, seria constituído da seguinte forma:
a substituição do carvão por biomassa resultaria em 1068 gCO
2
a menos na atmosfera por
kWh gerado.
o uso de solar PV autônomo ao invés de diesel em comunidades remotas lançaria entre 590
e 720 gCO
2
a menos na atmosfera por kWh gerado.
a substituição de diesel por eólica em pequenas centrais termelétricas resultaria na
diminuição de 926 a 993 gCO
2
/kWh na atmosfera.
o uso de eólica em substituição ao carvão diminuiria entre 1040 a 1107 gCO
2
/kWh
lançados na atmosfera.
Ressalta-se, entretanto que as simulações ora expostas tem o simples propósito de
ilustrar situações mais harmônicas para a relação energia-clima e que a construção de cenários
envolve muitas variáveis a serem consideradas a partir de um banco de dados sistematizado,
tais como, cenários de baixo, médio e alto crescimento econômico, os quais implicam em
consumos diferentes e, portanto, necessidades de produção energética diferentes.
Além disso, há outras formas para se economizar energia, recursos naturais e mitigar
emissões de GEE que envolvem a tomada de decisões do consumidor. Por exemplo, com a
utilização de técnicas mais adequadas de arquitetura e construção, que levem em conta o
aproveitamento da iluminação e aquecimento natural de ambientes. No projeto e construção
de um edifício, utilizando-se princípios básicos, pode-se tirar vantagens da variação diária e
sazonal da emissão de radiação solar devido à passagem do sol pelo céu. Como exemplo, no
hemisfério Sul, a utilização de janelas direcionadas para o Norte e o adequado isolamento
podem ajudar a captar o sol do inverno para aquecimento. Esses mesmos prédios podem ser
resfriados com arborização e telhados que produzam sombra em janelas. Essas medidas
simples podem reduzir em 40% o consumo energético e os custos de aquecimento.
Nessa pesquisa constatou-se que a inserção de energias renováveis e menos
poluidoras na matriz energética brasileira, associadas à eficiência energética tornam a matriz
energética brasileira menos emissora de GEE, melhorando as condições climáticas globais, o
que conduz a um modelo de desenvolvimento sustentável.
A eficiência energética é muito referenciada por especialistas, e se medidas fossem
implantadas de forma eficaz, contribuiriam para diminuir novos investimentos em geração de
energia e também para diminuir a emissão de GEE. Tendo em vista o aumento das perdas nos
150
processos de geração, transporte, distribuição e armazenamento de energia e ainda a
necessidade da preservação ambiental, uma menor produção de energia resultaria no uso de
menos recursos energéticos naturais e, portanto causaria menos emissões durante a geração,
afinal uma maior eficiência resulta em menos perdas.
A repotenciação de PCH também é uma importante forma de eficiência energética,
pois além de se obter um ganho em termos de energia melhorando o rendimento dos
geradores, há vantagens em se utilizar barragens já construídas em áreas que já foram
ambientalmente impactadas pelo homem, evitando-se novos alagamentos e
conseqüentemente, a realocação de populações, a destruição de ecossistemas e mais emissões
de GEEs. No caso da Usina Hidrelétrica de Belo Monte, o atual governo (Governo Luis
Inácio Lula da Silva) tem afirmado que essa UHE gerará, em períodos de pico, pouco mais de
11.000 MW. Estudos referendados nessa dissertação mostram que, apenas com
repotenciações, o sistema elétrico brasileiro ganharia 11.700 MW. Os números indicam,
portanto, que não é necessário construir um novo empreendimento como este, que causará
impactos ambientais de grande magnitude e emitirá mais GEEs, além do alto investimento
financeiro previsto.
Embora o Brasil apresente uma participação expressiva de fontes renováveis (45,9%)
em sua matriz energética, se percebe a incipiência na geração de energia e consumo de
combustível a partir de fontes renováveis, a exemplo do setor de transporte, o segundo setor
que mais consome energia no país, onde 82% de sua estrutura é composta por combustíveis
fósseis e derivados. Como as curvas de produção de petróleo estão chegando ao seu ponto de
inflexão, ou seja, a metade das grandes reservas conhecidas nos maiores países produtores já
foi consumida, mesmo com as perspectivas em torno do petróleo brasileiro encontrado na
camada pré-sal, torna-se necessário buscar alternativas energéticas que não somente mantenha
o nível de consumo, mas que estejam direcionadas para a sustentabilidade, diversificando as
fontes utilizadas e garantindo a segurança energética. Os recursos provenientes da exploração
do petróleo da camada pré-sal necessitam ser direcionados para programas e projetos que
visem diminuir impactos ambientais, principalmente relacionados ao uso da energia, diminuir
a desigualdade social e melhorar a qualidade de vida no Brasil.
Assim, no que diz respeito aos programas energéticos brasileiros e suas relações com
a emissão de GEE, verificou-se que muitos deles, podendo-se citar o Proálcool, o Proinfa, o
Proconve, o Procel, o Conpet, o PNPB e o Programa de Incentivo a Cogeração, não tiveram
como objetivo inicial a diminuição da emissão de GEE. Entretanto, seus resultados mostram
que eles têm influenciado positivamente, impedindo que um volume muito maior de gases
151
estufa seja lançado na atmosfera, o que coloca o Brasil num quadro favorável em relação ao
quadro mundial.
Além disso, as projeções de mitigação de GEEs anunciadas na COP 15 pelo Brasil,
buscando atender aos objetivos firmados pela CQNUMC, com índices bastante superiores aos
da maior parte dos países membros do Protocolo de Quioto, só foram possíveis pela
existência e prática dos programas energéticos nacionais. Como dito, praticamente metade da
matriz energética brasileira é composta de fontes renováveis e o Brasil apresenta um grande
potencial eólico, solar, hidráulico e de biomassa ainda inexplorado. Existem, portanto,
oportunidades para realizar atividades de projetos de MDL que resultem em créditos de
carbono.
Entretanto, apesar de todos os programas governamentais em andamento, observa-se
que a inserção de fontes renováveis e menos poluentes na matriz energética tem ocorrido de
forma lenta e subestimada. Essas fontes apresentam um potencial de geração de energia muito
além da energia por elas gerada atualmente, o que leva à reflexão de que os programas
poderiam ser melhorados em alguns pontos. A participação dessas fontes na matriz não é
suficiente para atender as perspectivas de segurança energética requeridas pelo sistema
econômico e social brasileiro.
Portanto, para que se consiga harmonizar as necessidades ambientais e econômico-
sociais, uma solução energética real é a utilização de um conjunto de energias renováveis,
aumentando a participação dessas fontes na matriz e não diminuindo, conforme previsto no
Plano Nacional de Expansão, até o ano de 2030. As políticas e programas governamentais
necessitariam contemplar esta solução por meio de uma maior integração entre os programas
existentes. Além disso, esta estratégia poderia ser amplamente aplicada nas escalas locais e
regionais, até que gradativamente se consiga atingir uma matriz cada vez menos poluente.
Para tanto, acredita-se que as iniciativas contidas nos programas energéticos
brasileiros precisam ser reforçadas por meio de programas tarifários e financiamentos
governamentais que permitam a concorrência dessas energias com as demais fontes e que
subsidiem a instalação de usinas de geração distribuídas e integradas ao sistema elétrico
brasileiro. É claro que a solução energética do Brasil não passa apenas pela geração de
grandes fluxos de potência interligados ao sistema elétrico, mas também por geração
distribuída independente a partir de pequenos consumidores residenciais e pequenos, médios e
grandes consumidores comerciais e industriais.
Ressalta-se, portanto, a necessidade de programas energéticos governamentais, cujas
diretrizes incluam as premissas: geração de energia a partir de fontes renováveis, eficiência
152
energética e mitigação de gases poluentes. Além disso, deve-se considerar na regulamentação
dos programas um conjunto de fatores que os tornam viáveis: políticos, econômicos, técnicos,
sócio-ambientais e temporais. Uma abordagem linear para os programas não permite
compreender a teia existente no conjunto, o que se torna possível a partir de uma visão
sistêmica que considera a complexidade que envolve as questões energéticas.
A realização de políticas capazes de efetivar um plano nacional de desenvolvimento
sustentado precisa contribuir não somente para resolver questões ambientais e racionalizar o
uso de petróleo e derivados e a energia em geral, mas também para propiciar desenvolvimento
produzindo trabalho e renda com distribuição de energia equitativa e a todos.
Assim, a hipótese inicialmente estabelecida, de que uma visão sistêmica da matriz
energética brasileira permite conhecer as possibilidades de energias alternativas e programas
energéticos governamentais capazes de contribuir em conjunto para minimizar a emissão de
GEE e abrir caminhos para decisões responsáveis que considerem os danos ambientais
climáticos, conduziu as pesquisas realizadas e foi validada pelas afirmações e evidências
fundamentadas, apresentadas no corpo da dissertação.
A energia é o elo entre o ambiente (recursos) e a demanda (consumo), necessitando
de tecnologia e logística, políticas e programas governamentais adequados, bem como ações
individuais para diminuir os impactos na hora da conversão e utilização. Do ponto de vista
epistemológico, citando Bastos (2003), destaca-se a necessidade de se utilizar uma razão
dialógica baseada nos princípios de Habermas e fundamentada em um método sistêmico,
avançando para além do custo-benefício. Os recursos energéticos são compreendidos como
um bem necessário e útil para a sobrevivência do ser humano. Mas, eles necessitam ser
manipulados de forma adequada e consciente, de tal maneira a considerar a resiliência do
sistema de onde eles são retirados, e transformados buscando preservar o equilíbrio desse
sistema conservando-o para as gerações futuras.
Para atingir esta meta parece necessária a integração de atores como universidades,
indústria, governo, comércio e a sociedade em geral, implicando ações conjuntas. Dessa
forma, precisa-se de um trabalho de conscientização e educação que envolva esses atores,
com a finalidade de desenvolver programas que orientem a população a diminuir e/ou alterar
hábitos de consumo intensivo em energia, o que constitui uma das ações relevantes para se
atingir uma ecossocioeconomia e caminhar em direção a um desenvolvimento sustentável.
Nesse sentido, visando minorar os danos ambientais e sociais advindos da
exploração, geração, distribuição e consumo de energia no Brasil, e primar pelo equilíbrio
153
homeostático de Gaia, sugere-se que seja adotado um planejamento integrado de recursos
energéticos, cujas diretrizes estejam fundamentadas na Teoria Geral de Sistemas.
Esse planejamento necessita contemplar, principalmente, a eficiência energética, a
utilização de energias renováveis e menos poluentes de forma a diversificar a oferta de
energia e ações que permitam a mantenibilidade do sistema no sentido da segurança no setor
energético, atendendo questões de consumo, de ordem econômica, de equidade social e de
prevenção de danos ambientais. Considera-se também a necessidade de uma infra-estrutura e
logística de distribuição do recurso energético. Conforme especificidades locais sugere-se a
utilização de recursos energéticos que estejam o mais próximo possível do consumidor,
evitando-se o transporte desses recursos por longas distâncias e a emissão de GEE nos
deslocamentos.
Observa-se um horizonte de curto, médio e longo prazo, e a construção de políticas e
programas sobre três pilares, com um amplo papel de apoio a ser assumido pelo governo,
indústria e universidades. O primeiro pilar é o aumento da eficiência energética dos processos
energéticos brasileiros, que pode trazer resultados mais rápidos e ganhar tempo para as ações
de mais longo prazo. Ainda há muito campo para ganhos substanciais de eficiência em toda
parte. Portanto, se essa prática for adotada no Brasil também trará benefícios econômicos e
ambientais, como os ocorridos nos países desenvolvidos, preservando-se as peculiaridades de
produção de energia local brasileiras.
O segundo pilar de uma estratégia racional energética brasileira é a transição para
uma combinação mais sustentável de fontes de energia e padrões de consumo: isso deve
ocorrer de maneira cautelosa e sistemática, a fim de evitar maiores danos ao desenvolvimento
econômico. Uma nova combinação de fontes de energia também deve considerar os impactos
potenciais sobre o meio ambiente local e global, e sobre as demandas de desenvolvimento
existentes não somente no país, mas também em todos os países parceiros comerciais do
Brasil.
O terceiro pilar é uma estratégia energética em longo prazo que requer o incremento
e o uso de recursos naturais locais, além da reforma das políticas tarifárias da energia
brasileira. Nesse sentido os países desenvolvidos podem ser parceiros quanto ao acesso aos
equipamentos mais modernos e eficientes, por meio de uma cooperação tecnológica. Essa
cooperação é um elemento-chave interligando uma estratégia de desenvolvimento energético
brasileiro e uma estratégia energética global, na direção de um desenvolvimento sustentável.
Os setor industrial, o governo e a academia podem desempenhar um papel
importante na implementação de novas políticas, as quais só terão êxito se forem eficazes em
154
termos de custo, tecnicamente realistas e capazes de compatibilizar os interesses e
necessidades energéticas de maneira coerente com os objetivos globais acordados. Portanto,
sugere-se ao governo brasileiro, iniciativa privada e academia a formulação de um contexto
energético mais racional e num âmbito de parceria, políticas e ações energéticas de curto,
médio e longo prazo, para uma ecossocioeconomia.
6.1.1 Sugestões
Para o sistema energético brasileiro são sugeridas, como prioridades estratégicas,
ações com efeitos de curto, médio e longo prazo, as quais poderiam ser implementadas com
instrumentos de apoio para o marco regulatório nacional, descritas na seqüência.
1. Ações a curto prazo
1.1 Revisão das políticas de preços da energia para refletir os custos totais ambientais,
principalmente climáticos, com eliminação de subsídios ao uso de fontes poluidoras:
abolir os subsídios aos processos industriais que utilizem carvão e derivados do petróleo
como energético;
estimular isenções fiscais para o uso de automóveis que utilizem combustíveis renováveis e
menos poluentes, e criar incentivos ao uso do transporte coletivo;
investir em pesquisas e na fabricação de automóveis elétricos;
criar subsídios e programas de financiamento de projetos e instalações envolvendo energia
eólica e solar, onde elas possam contribuir para um desenvolvimento local sustentável.
Atores: governos, órgãos reguladores (Aneel).
1.2 Desenvolver e estabelecer padrões de produtos e equipamentos, para tornar os produtores
e consumidores mais conscientes dos insumos energéticos utilizados, por exemplo:
contabilização do ciclo de vida energético dos produtos;
padrões de produção com melhor eficiência em todos os setores, estabelecidos por
associações industriais e órgãos fiscalizadores públicos;
155
informações sobre consumo de energia e ciclo de vida energético, por meio de etiquetas
em automóveis e eletrodomésticos;
padrões de eficiência de energia e estímulo à iluminação natural para instalações prediais e
residenciais.
Atores: indústria, governos, planejadores urbanos e arquitetos, com padrões estabelecidos por
associações industriais e órgão reguladores fiscalizadores públicos (INMETRO),
consumidores.
1.3 Minimizar resíduos, por meio de medidas, tais como:
melhoria da eficiência de usinas termelétricas;
estímulo à cogeração de energia elétrica e térmica;
promoção de maior reciclagem de papel, vidro, metais e óleo usado;
aproveitamento das emissões de metano (aterros, lixões públicos e reservatórios
hidrelétricos);
redução de vazamentos de gás (como os das tubulações Bolívia-Brasil) e da queima de
gases residuais.
Atores: governos, indústrias, consumidores.
1.4 Melhorar a eficiência energética eliminando lacunas entre as possíveis tecnologias, técnica
e economicamente eficientes, e sua aplicação prática:
promoção em todos os setores, por meio de associações industriais;
incentivos fiscais ou novas práticas de contabilização para estimular a substituição de
equipamentos antigos por tecnologias mais eficientes;
Atores: indústria, governos.
1.5 Avaliar de forma consciente a instalação de novas usinas nucleares, considerando:
a segurança energética;
a necessidade de contenção dos riscos nucleares;
a correta destinação para os resíduos tóxicos.
Atores: governos estaduais e federal, universidades, organizações internacionais, indústria.
1.6 Avaliar de forma consciente a construção de novas usinas hidrelétricas, considerando:
a segurança energética;
156
a repotenciação e reativação de usinas já existentes;
impactos ambientais, em especial climáticos oriundos de novos empreendimentos;
a necessidade de altos investimentos em novos empreendimentos.
Atores: governos estaduais e federal, universidades, organizações não-governamentais,
indústria.
2. Ações a médio prazo
2.1 Tornar mais atraentes os investimentos em tecnologias eficientes em energia, por
exemplo, por meio de:
financiamento para a modernização do setor de energia elétrica, investindo em outras
energias renováveis, como parques eólicos, energia solar térmica e fotovoltaica, com
garantia das devidas manutenções;
maior investimento em P&D de produtos, equipamentos e projetos eficientes em energia,
como eletrodomésticos e instalações para construções civis em geral;
apoio financeiro e de infra-estrutura às indústrias para introduzir produtos mais eficientes
em termos de energia.
Atores: governos estaduais e federal, bancos brasileiros, Banco Mundial, organismos das
Nações Unidas, indústria, comércio e consumidores.
2.2 Modificar o balanço energético com fontes de energia menos poluentes, por exemplo:
aumentar a participação de fontes renováveis de energia na infra-estrutura existente;
aumentar a participação de projetos hidrelétricos de pequena escala e alta densidade de
potência no Brasil;
Repotenciar, recapacitar e reativar empreendimentos hidrelétricos já existentes;
promover o uso mais eficiente da biomassa, especialmente em regiões que apresentem
condições climáticas adequadas para sua produção.
Atores: governos estaduais e federal, indústrias.
2.3 Acelerar investimentos na pesquisa de tecnologias promissoras, como a gaseificação da
biomassa (biodigestores e aproveitamento do gás do lixo) e solar térmica, através de:
157
desenvolvimento de programas, estaduais e nacionais para pesquisa e implementação de
energias renováveis e menos poluentes, cuja pesquisa seja fomentada conjuntamente pelo
governo, iniciativa privada e universidade.
Atores: governos estaduais e federal, universidades e centros de pesquisa e grandes grupos
industriais envolvidos na produção de energia útil.
2.4 Aumentar o acesso às mais recentes tecnologias e técnicas de gestão, através de:
câmaras de compensação de tecnologia, como a International Energy Agency‟s
Greenhouse Gas Technologies (Tecnologias de Gases de Efeito Estufa, da Agência
Internacional de Energia), ou o sistema internacional Clearing House (Câmara de
Compensação Internacional para a Produção Mais Limpa), do Programa das Nações
Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA);
elaboração de programas de treinamento de infra-estrutura para a introdução de novas
tecnologias.
implementar massivamente a fonte de energia solar térmica, por meio de cooperação
internacional e políticas de incentivo ao uso dessa fonte, bem como de P&D, para o
desenvolvimento de tecnologias brasileiras na área.
Atores: governos estaduais, federal e internacionais, agências internacionais de fomento a
utilização de tecnologias e técnicas de gestão.
3. Ações a longo prazo
3.1 Ampliar os conhecimentos a respeito das mudanças climáticas globais e seus impactos, no
Brasil e no planeta, por meio do apoio a projetos de pesquisa sobre:
ciência da mudança climática e o impacto das mudanças climáticas;
implicações das políticas econômicas e análises de sistemas sobre o clima.
Atores: instituições científicas, órgãos governamentais nacionais e internacionais.
3.2 Desenvolver tecnologias mais eficientes em energia, através da cooperação entre governo,
indústria e universidade em pesquisas relacionadas a:
células a combustível;
energia nuclear segura, inclusive a destinação correta dos resíduos tóxicos para manter a
segurança energética;
158
energia fotovoltaica, outras formas de energia solar e energia eólica;
equipamentos de transporte de alta eficiência.
Atores: universidades federais e estaduais, governo, indústrias públicas e privadas.
3.3 Desenvolver “absorvedores” de CO
2
eficientes em termos de custo, para compensar as
emissões, por meio de:
programas estaduais e nacionais de reflorestamento;
pesquisa na direção de instrumentos, procedimentos, mecanismos e tecnologias de
absorção eficiente do CO
2
;
melhores manejos florestais e aproveitamento da biomassa para fixação de carbono,
durante seu ciclo de vida.
Atores: governos estaduais e federal, indústrias e universidades, com incentivos a iniciativas
voluntárias.
3.4 Desenvolver novas infra-estruturas urbanas e regionais que limitem as emissões de CO
2
,
por exemplo, por meio de:
investimentos em novos sistemas de transporte que priorizem o transporte coletivo em
detrimento do individual e também veículos movidos a combustíveis renováveis e menos
poluentes como os elétricos, solares, a biocombustível e a hidrogênio;
novas diretrizes mestras para o planejamento do transporte urbano, e em rodovias estaduais
e nacionais que contemplem uma logística de deslocamento ótima, propiciando menor
emissão de CO
2
e diminuição de custos no transporte, tanto para usuários quanto para as
empresas de transporte;
desenvolvimento de pesquisas na área de planejamento e gestão urbana com parcerias
público-privadas, visando efetivar diretrizes governamentais e privadas que envolvam o
mínimo de emissões de CO
2
.
Atores: consumidor, iniciativa pública e privada, e universidades.
3.5 Promover mudanças nos estilos de vida e hábitos cotidianos, encorajando o uso de
transportes coletivos e a adoção de padrões de consumo mais sustentáveis do ponto de vista
ambiental, através de:
informações mais claras sobre a intensidade de energia dos produtos;
selos de emissão de carbono nos produtos existentes em supermercados e lojas;
159
programas de educação e de conscientização pública;
campanhas de marketing nas escalas municipal, estadual e federal, incentivando o
consumo de produtos que apresentem certificação ambiental expedida por órgãos
competentes;
Atores: governos municipais, estaduais e federal, indústria e consumidores.
3.6 Iniciativas específicas por parte da indústria:
estabelecer sistemas da “melhor prática” para melhorar serviços industriais de utilidades;
estabelecer esforços conjuntos entre empresas nacionais e internacionais de forma a
minimizar perdas e impactos ambientais oriundos da transformação, transporte e
distribuição de recursos energéticos, tais como vazamentos de gás e óleo;
utilizar rótulos explicativos sobre o consumo de energia envolvido nos produtos e
processos dos bens industrializados;
dispor de profissionais técnicos para auxiliar pequenas e médias empresas nos esforços de
eficiência energética e de auditoria ambiental;
implementar junto aos governos estaduais e federal estratégias de curto, médio e longo
prazo, coerentes com os acordos internacionais firmados nas COPs, em específico no que
se refere à redução de emissões constante na ratificação do Protocolo de Quioto.
160
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167
APÊNDICE A – Histórico das conferências das partes
CONFERÊNCIA
SÍNTESE DOS ENCONTROS
Convenção
Quadro das
Nações Unidas
sobre Mudanças
do Clima –
CQNUMC
1994
Atualmente 192 países são Partes da Convenção, ou seja, ratificaram o acordo. O
objetivo comum das Partes é estabilizar a concentração de gases de efeito estufa na
atmosfera de forma a assegurar o equilíbrio do clima global. As decisões sobre aplicação
e funcionamento da CQNUMC competem à Conferência das Partes (COP), que decide
sobre a implementação dos mecanismos previstos e pelo cumprimento das metas
estabelecidas. A COP reúne-se anualmente para rever a prática da Convenção e discutir
o aquecimento global, atividades que dependem de negociações internacionais.
COP 1
Berlim
1995
Decide-se apresentar no encontro de 1997 um documento oficializando o
comprometimento dos países do Anexo I, quanto à redução das emissões de gases do
efeito estufa. Eram os primeiros passos para a criação do Protocolo de Quioto. A COP-1
também aprovou o desenvolvimento das Atividades Implementadas Conjuntamente
(AIC) que seriam estabelecidas entre um país do Anexo I e outro não pertencente a esse
grupo, visando à implantação de projetos de suporte e transferência de tecnologia, com o
objetivo de facilitar o cumprimento de metas de mitigação.
COP 2
Declaração de
Genebra
1996
Teve como documento oficial a Declaração de Genebra e como destaque foi decidido
que aos países não pertencentes ao Anexo I, seria permitido solicitar à Conferência das
Partes apoio financeiro para o desenvolvimento de programas de redução de emissões,
com recursos do Fundo Global para o Meio Ambiente.
COP 3
Protocolo de
Quioto
1997
Marcou a adoção do Protocolo de Quioto com metas de redução de emissões e
mecanismos de flexibilização dessas metas. De modo geral, as metas são de 5,2% das
emissões de 1990, porém alguns países assumiram compromissos maiores: Japão – 6%,
União Européia – 8% e Estados Unidos, que acabaram não ratificando o acordo, 7%. A
entrada em vigor do acordo estava vinculada à ratificação por no mínimo 55 países que
somassem 55% das emissões globais de gases do efeito estufa, que aconteceu apenas em
16 de fevereiro de 2005, depois de vencida a relutância da Rússia. Os Estados Unidos se
retiraram do acordo em 2001.
COP 4
Plano de Ação de
Buenos Aires
1998
Centrou esforços na implementação e ratificação do Protocolo de Quioto, adotado na
COP-3. O Plano de Ação de Buenos Aires trouxe um programa de metas para a
abordagem de alguns itens do Protocolo em separado: análise de impactos da mudança
do clima e alternativas de compensação, atividades implementadas conjuntamente (AIC),
transferência de tecnologia e mecanismos financiadores.
COP 5
Bonn
1999
Teve como destaque a implementação do Plano de Ações de Buenos Aires e as
discussões sobre LULUCF, sigla em inglês que designa o Uso da Terra, Mudança de Uso
da Terra e Florestas. A COP-5 tratou ainda da execução de atividades implementadas
conjuntamente (AIC) em caráter experimental e do auxílio para capacitação de países em
desenvolvimento.
COP 6
Haia
2000
Foi uma amostra da dificuldade de consenso em torno das questões de mitigação. A falta
de acordo nas discussões sobre sumidouros, LULUCF, Mecanismo de Desenvolvimento
Limpo, mercado de carbono e financiamento de países em desenvolvimento levou à
suspensão das negociações. Uma segunda fase da COP-6 foi então estabelecida em
Bonn, na Alemanha, em julho de 2001, após a saída dos Estados Unidos do Protocolo de
Quioto. Foi então aprovado o uso de sumidouros para cumprimento de metas de emissão,
discutidos limites de emissão para países em desenvolvimento e a assistência financeira
dos países desenvolvidos.
COP 7
Acordos de
Marrakesh
2001
São destacados nos Acordos de Marrakesh a definição dos mecanismos de flexibilização,
a decisão de limitar o uso de créditos de carbono gerados de projetos florestais do
Mecanismo de Desenvolvimento Limpo e o estabelecimento de fundos de ajuda a países
em desenvolvimento voltados a iniciativas de adaptação às mudanças climáticas.
COP 8
Nova Delhi
2002
Realizada no mesmo ano da Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável
(Rio+10), dá início à discussão sobre uso de fontes renováveis na matriz energética das
Partes, marca a adesão da iniciativa privada e de organizações não-governamentais ao
Protocolo de Quioto e apresenta projetos para a criação de mercados de créditos de
carbono.
COP 9
LULUCF
Discutiu a regulamentação de sumidouros de carbono no âmbito do Mecanismo de
Desenvolvimento Limpo, estabelecendo regras para a condução de projetos de
168
Milão – 2003
reflorestamento que se tornam condição para a obtenção de créditos de carbono.
COP 10
PFPE
Buenos Aires
2004
Aprovou regras para a implementação do Protocolo de Quioto, que entrou em vigor no
início do ano seguinte, após a ratificação pela Rússia. Foram definidos os Projetos
Florestais de Pequena Escala (PFPE) e a divulgação de inventários de emissão de gases
do efeito estufa por alguns países em desenvolvimento, entre eles o Brasil.
COP 11 / MOP 1
Montreal
2005
É realizada juntamente com a Primeira Conferência das Partes do Protocolo de Quioto
(COP/MOP1). Já entra na pauta a discussão do segundo período do Protocolo, após
2012, para o qual instituições européias defendem reduções de emissão na ordem de 20 a
30% até 2030 e entre 60 e 80% até 2050.
COP 12 / MOP 2
Nairobi – 2006
Teve como principal compromisso a revisão de prós e contras do Protocolo de Quioto,
com um esforço das 189 nações participantes de realizarem internamente processos de
revisão.
COP 13 / MOP 3
Mapa do Caminho
Bali
2007
Estabeleceu compromissos mensuráveis, transparentes e verificáveis para a redução de
emissões causadas por desmatamento das florestas tropicais para o acordo que substituirá
o Protocolo de Quioto. Esse é um dos pontos que integram o processo oficial de
negociação para o próximo acordo, que deveria ser concluído até 2009 e cujas bases
foram estabelecidas pelo texto final da COP-13, o que lhe valeu o apelido de Mapa do
Caminho.
COP 14 / MOP 4
Poznan
2008
As Conversas de Accra precederam a COP-14. Mais uma vez, representantes dos
governos mundiais reuniram-se para discussão de um possível acordo climático global,
uma vez que na COP-13 chegaram ao consenso de que era necessário um novo acordo. O
encontro de Poznan figurou apenas como um antecessor da esperada COP-15. Teve seu
valor positivo não só na injeção de esperança anunciada Al Gore, mas também no que
diz respeito à mudança oficial de postura dos países em desenvolvimento. A maioria
desses países, por exemplo, esperavam uma posição do Presidente americano Barack
Obama na próxima conferência em Copenhague.
COP 15 / MOP 5
Copenhague
2009
A COP-15 chegou a ser considerada um dos encontros internacionais mais importantes
dos últimos anos, pois nela ficaria estabelecido o tratado que substituiria o Protocolo de
Quioto (vigente de 2008 a 2012) até 2020. Entretanto, as Partes não chegaram a um
consenso e o resultado foi o Acordo de Copenhague, um documento que prevê ações em
direção a manutenção do aumento da temperatura do planeta a 2ºC, mas não estabelece
redução nas emissões dos GEE. O acordo foi considerado muito aquém do necessário
para desacelerar o aquecimento global.
COP 16
Cidade do México
2010
Ocorrerá em dezembro de 2010. As expectativas são de que as Partes cheguem a um
consenso e seja assinado um novo acordo com força de lei internacional, que substitua o
Protocolo de Quioto.
Fonte: Adaptado de Observatório do Clima (2009).
169
ANEXO A – Balanço energético nacional consolidado – ano base 2008
170
Fonte: EPE (2009).
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