12 Fontes Energéticas.2015
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Importância das Fontes Energéticas
• Com o advento da Revolução Industrial, na segunda metade do século XVIII (por volta de 1760), na Inglaterra, o uso de energia se tor-nou um importante insumo para a produção (máquinas à vapor).
• No século XIX, a siderurgia passa a exigir quantidades cada vez maior de energia. Nesse momento a energia do carvão mineral ainda predomina, mas na segunda metade do século, surgem a eletricidade e o petróleo.
• As Fontes Primárias: – são aquelas que ocorrem na natureza, e que nessa forma são utilizadas pelo homem – Ex: Sol, água (mar e rios); vento; carvão mineral; petróleo; gás natural; urânio; etc.
• As Fontes Secundárias: – são obtidas a partir de outros produtos, após sofrer algum processo de transformação.
– Exemplos: eletricidade; gasolina; óleo diesel; etc.
Fontes Primárias e Secundárias
Carvão Mineral
• O carvão mineral é uma rocha sedimentar, formada a partir do soterramento, compactação e elevação de temperatura em depósitos orgânicos de vegetais (celulose). Com o passar do tempo, sucessivamente, a matéria orgânica se transfor-ma em turfa, linhito, hulha e antracito.
• A principal diferença entre eles é a porcentagem de carbono: a madeira possui cerca de 40% de carbono, a turfa 55%, o linhito 70%, a hulha80% e o antracito de 90 a 96%.
Petróleo• O petróleo é composto por hidrocarbonetos,
além do enxofre, oxigênio e nitrogênio. Substância oleosa e inflamável, é a principal fonte de energia mundial.
• Os povos antigos da Mesopotâmia e Pérsia utilizavam-no para pavimentar estradas, aquecer e iluminar casas.
• Atualmente, é retirado do petróleo diversos produtos químicos e farmacêuticos. Sua extração teve início em 1859, na Pensilvânia (EUA).
Petróleo - Produtos
• Principais produtos provenientes da refinação do petróleo:
→Gás;
→Gasolina;→Nafta;→GLP;→Óleo diesel;→Óleos lubrificantes;→Óleos combustíveis;→Matérias-primas para asfaltos e parafinas.
Vantagens e Desvantagens(da energia fóssil)
Vantagens:
Não necessita de muita mão de obra (hoje),
matéria-prima de mais de 300 produtos,
facilidade de armazenamento e transporte.
Desvantagens:
Produz poluição atmosférica (CO2,NOx,SOx)
exaustão das jazidas,
fonte esgotável de energia (milhares de anos p/reposição)
degradação do meio ambiente.
PETRÓLEO• Combustível do século XX
• 1ª. Crise do Petróleo – 1973
– OPEP (Organização dos Países Produtores de Petróleo) –preço do barril de petróleo de US$ 1.00 para US$ 8.00.
• Em 1973, o Brasil importava 90% do petróleo que consumia.
– Crise do petróleo leva ao aumento da dívida externa
• 2ª. Crise do Petróleo – 1978
– Barril de petróleo vai a US$ 18.00.
• Hoje (2015) – US$ 50.00/barril, mas antes da crise mundial em 2008, chegou a ser cotado em US$ 140/barril.
• Nesse momento a preocupação em relação ao petróleo refere-se ao esgotamento dos seus estoques mundiais até o ano 2000.
Década de 1970
• Argumento do OPEP – preocupação que o fim dos seus estoques signifique a miséria de seus países.
• Nações que produziam petróleo não teriam fonte de renda com o fim do petróleo.
• Países da OPEP, na época, eram responsáveis por mais e 80% do petróleo produzido no mundo.
• O petróleo era a principal fonte de energia, o que não mudou ainda hoje.
• Cerca de 40% da energia consumida no mundo vem do petróleo e seus derivados.
Década de 1980 - Brasil
• Final da década de 70 – Proálcool
– Primeira tentativa de substituição da gasolina
• Petrobras – descoberta de poços na bacia de Campos/RJ
– Produção de petróleo a partir de 1984, aumento do preço torna viável a exploração nos oceanos (custo maior)
– Tecnologia pioneira para exploração no mar.
• Inauguração da Hidrelétrica de Itaipu
– Maior hidrelétrica do mundo (14000 Mw) na época, hoje é a hidrelétrica das Três Gargantas (rio Yang-tsé, na China)
• Construção de grandes hidrelétricas substitui parte do consumo de petróleo no Brasil.
Energia Hidréletrica
• Utilizada desde a antiguidade para gerar benefícios para o homem;
• Utilização Moderna – século XIX, nos EUA, a partir do domínio da eletricidade;
• Com o desenvolvimento da lâmpada elétrica, constrói-se grandes reservatórios para gera-ção de energia elétrica;
• Atualmente, cerca de 20% da energia elétrica gerada no mundo todo é proveniente de hidrelétricas.
Impactos das Hidréletricas• · Desalojamento populações ribeirinhas rurais e urbanas
• · Interfere em bens de valor afetivo, cultural e religioso
• · Inunda área de uso rural e urbano
• · Desaloja populações nativas
• · Aldeias indígenas
• · Inundação das terras agrícolas torna as pequenas propriedades inviáveis economicamente
• · Cria dificuldades de circulação e comunicação entre cidades vizinhas
• · Desestrutura as famílias de origem rural que, as vezes, são transferidas para áreas muito distantes ou urbanas
Energia Nuclear• A primeira usina nuclear de produção de eletricidade no
mundo – em 26 de junho de 1954 foi ativado o reator da Central Nuclear de Obninsk, a 40 km ao sudoeste de Moscou.
• Three Miles Island – em 1979, na usina localizada na Pensilvânia (EUA), ocorreu a fusão do núcleo do reator e a liberação de elevados índices de radioatividade que atingiram regiões vizinhas.
• Chernobyl – em 1986 ocorreram o incêndio e o vazamento de radiação na usina ucraniana, na extinta União Soviética, com milhares de feridos e mortos, podendo a contaminação radioativa ter causado 1 milhão de casos de câncer nos 20 anos seguintes.
Energia Térmica
• A energia nuclear é na realidade uma unidade de energia térmica. Produz calor para geração de energia elétrica;
• Outros combustíveis também podem ser utiliza-dos nessa tarefa. É o caso do carvão mineral, do petróleo, e outros produtos que geram calor para produzir vapor d’água, que gira o rotor da turbi-na, produzindo eletricidade.
• Em indústrias usa-se combustíveis para gerar calor que é utilizado na produção.
Termoelétrica(geração de vapor d’água)
Neste exemplo, o carvão mineral é o combustível, mas poderia ser qualquer outro que gere o calor necessário ao processo.
DÉCADA DE 1990• RIO-92 – mudanças no foco das preocupações:
Desenvolvimento Sustentável.
• O foco deixa de ser o fim do petróleo e passa para a emissão de CO2 (e gases do efeito estufa) e o aque-cimento global.
• Necessidade de energias renováveis.
• Protocolo de Kyoto – diminuir em 5% a emissão de poluentes, até 2012, em relação a 1990 (países industrializados)
• Discussão passa a ser sobre fontes renováveis X fontes não renováveis.
Fontes Energéticas
• Não Renováveis – produtos de origem fóssil, ciclo longo de renovação – carvão mineral, petróleo, gás natural. Emissão de gases do efeito estufa.
• Renováveis – ciclo curto de produção, não se esgota – produtos de origem vegetal, sol, vento, oceanos.
• Nuclear – apesar de não-renovável, não se encaixa nessa classificação, pois suas reser-vas permitem a sua utilização por muitos anos. O seu uso situa-se no campo dos riscos ambientais (radioatividade).
Combustíveis Fósseis
• Longo período para formação de novos estoques (na escala humana);
• Estoques limitados;
• Emissão de outros poluentes (NOx, SOx) que combinado com as chuvas, causam chuvas ácidas e acidificação dos oceanos;
• Emissão de CO2 na atmosfera, causando poluição e o aquecimento global;
• Impactos ambientais na sua extração, transporte, utilização;
Fontes Energéticas Renováveis
• Inesgotáveis na escala humana;
• Menos poluentes;
• Ciclo curto de reposição;
• Oferecem menos riscos que a energia nuclear;
• Reduzem a dependência dos combustíveis fósseis;
• Conduzem a novas pesquisas de eficiência energética;
• Muitas fontes podem produzir energia perto do local de consumo, reduzindo a perda no transporte;
• A utilização da luz do sol, por exemplo, permite a autogeração de energia pelo próprio consumidor.
Desvantagens das Energias Renováveis
– Custos elevados de investimentos e infraestruturas apropriadas;
– Energia da Biomassa – o método de combustão da biomassa não é limpo (necessita de filtros eficientes);
– Energia Hidrelétrica – desaloja moradores, causa erosão de solos que pode ter impacto na vegetação do local;
– Energia Solar – os custos iniciais muito elevados;
– Energia das Ondas – depende muito da localização e é bastante dispendiosa;
– Energia Eólica – o custo inicial das turbinas é muito elevado. Produz poluição sonora e visual.
EVOLUÇÃO DA MATRIZ ENERGÉTICA DO BR E MUNDO (%)
4637
53
3946
34
09
19
2316
21
23
2125
26
01
1
11 16
6
15
22
2 2
45
31
3 511 11
36
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1973 2007 1973 2006 1973 2006
BIOMASSA
HIDRÁULICA E
ELETRICIDADE
URÂNIO
CARVÃO
MINERAL
GÁS NATURAL
PETRÓLEO e
DERIVADOS
OECDBRASIL MUNDO
ENERGIA RENOVÁVELMUNDO E BRASIL (2006)
Brasil
RENOVÁVEL NÃO RENOVÁVEL
0
20
40
60
80
100
Mundo
14
86
45
55
%
Brasil e o Mundo• No Brasil cerca de 45% da energia é proveniente das
fontes renováveis, enquanto que no mundo pouco mais de 13%;
• Nesse aspecto, podemos dizer que o Brasil tem uma das matrizes energéticas mais limpas do mundo, en-tretanto, o rápido crescimento do consumo e a irregu-laridade das chuvas, faz com que a nossa matriz se torne mais “suja” (uso de petróleo na geração de energia);
• Os países ricos (OCDE) pretendem chegar a 2020, com 20% de suas matrizes energéticas com energia renovável. Cabe ao Brasil tentar manter a sua matriz “limpa”.
MATRIZ DE OFERTA INTERNA DE ENERGIA BRASIL (%)
45,637,9
0,4 8,8
3,1 4,80,01,46,1
15,2
44,8
32,0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1973 2009
BIOMASSA/Eólica/outras
HIDRÁULICA E ELETRICIDADE
URÂNIO
CARVÃO MINERAL
GÁS NATURAL
PETRÓLEO e DERIVADOS
82,1 251,5milhões tep
Uso tradicional
Uso moderno
BIOMASSA• USO TRADICIONAL – queima como combustível
com baixa produtividade, tanto em uso industrial/ comercial, como doméstico (preparação de alimen-tos). Origem – florestas naturais (cerrado, caatinga, floresta Amazônica, Mata Atlântica).
• USO MODERNO – queima em fornos com alta eficiência na transformação do calor em energia. Origem: florestas plantadas, restos vegetais e animais (cana, resíduos florestais, gorduras animais, resíduos sólidos etc.)
MATRIZ ELÉTRICA DO BR E MUNDO (%)Matriz Elétrica refere-se à produ-ção de energia elétrica de um país, enquanto a Matriz Energética refere-se a toda a energia consumida por um país.Na tabela ao lado mostra que em 2007 o Brasil utili-zava eletricidade de hidrelétrica (85%) e as outras fontes gerava muito pouca energia elétrica.
Brasil: evolução do consumo de fontes renováveis e não-renováveis – 1990-2012
O crescimento da economia tem acelerado a necessidade de energia e as fontes mais rápidas de serem instaladas são as fontes térmicas, que utilizam combustíveis fósseis.
Matriz energética Renovável e Não-renovável
*OCDE - Organização de Cooperação e Desenvolvi-mento Econômico – repre-senta os países ricos.
*
Energia Eólica - Mundo
A Europa e Estados Unidos (países membros da OCDE) foi onde mais se expan-diu a energia eólica nos últimos anos, com destaque para a China, Estados Unidos e Alemanha, países que mais geram energia elétrica a partir dos ventos.
Energia Eólica - Brasil
Após um início lento, a partir de 2013 acele-rou-se a instalação de usinas eólicas, deven-do encerrar 2015 com quase 10000 mw de potência instalada.
Brasil Potencial eólico
As principais áreas para implantação de projetos eólicos no Brasil estão localizados nas regiões NE e S.
Atualmente as principa-is instalações geradoras estão localizadas no li-toral do RN, CE, RS e interior da BA, com rápi-do crescimento entre 2011 e 2015.
ETANOL
Nos três quadros podemos observar a evolução da produtividade da cana-de-açúcar no Brasil.Numa mesma área se aumentou a pro-dução de cana e, ao mesmo tempo, no processo industrial, aumento da quan-tidade de litros de etanol em uma tone-lada de cana.
Ciclo do Etanol e do Biodiesel:
Todo CO2 emitido na queima do combustível é recolhido no pro-cesso de cresci-mento da planta. Assim, é “neutro” em emissão de C.Além do uso dire-to do etanol nos automóveis, a gasolina tem uma mistura de 25% de etanol.
Cana-de-açúcar gigante
Comparado a outros produtos agrícolas, a produtividade da cana nos últimos 50 anos cresceu muito pouco.
No início do Proalcool (déc.70) houve um incentivo à pesquisa, mas nos anos 90 houve poucos avanços.
Atualmente novas variedades estão sendo pesquisadas para aumentar ainda mais a produção.
Ao lado, variedade pesquisada pelo IAC (Instituto Agronômico de Campi-nas) que chega a 6 metros de altura.
Biodiesel• O óleo diesel produzido a partir do petróleo é um
dos maiores emissores de resíduos poluentes na atmosfera;
• Para reduzir essa poluição, no Brasil o óleo diesel é misturado com o biodiesel, produzido a partir de produtos vegetais e gorduras animais;
• Hoje (2015), essa mistura está em 7% de biodiesel e 93% de óleo diesel, mas os produtores defendem o aumento para 10% da composição;
• Isso reduziria o consumo de petróleo e aumentaria a composição de produtos obtidos em curto prazo na natureza.
Usinas Hidrelétricasáreas alagadas/potências
Sobradinho é a maior represa artificial construída pelo homem em todo o planeta. Aparentemente é um lago muito grande para pouca geração de energia (1050mw), mas na realidade, trata-se de uma represa (Sobradinho) construída na sequência de usinas (complexo Paulo Afonso), utilizando o mesmo represamento, totalizando mais de 10000mw de potência total, além de suas águas serem utilizadas para a irrigação de projetos em seu entorno.
Balbina, ao contrário, tem um represamento de mais de 2300km², para uma geração de 250 mw. Trata-se de um erro de planeja-mento na época da sua construção durante o regime militar. O projeto foi feito para abastecer a Zona Franca de Manaus, mas a pouca declividade do terreno não permitiu a construção de uma barragem com maior altura (30 m) e como consequência gerando pouca energia.
Outras fontes alternativasLixo – estão sendo estudados processos de queima do lixo urbano, gerando energia elétrica. Nesse caso deve-se desenvolver filtros que evitem a emissão de gases poluentes para o ambiente;Bagaço de cana – a queima desse material também é utilizado na geração de energia elétrica, usada na produção de etanol ou açúcar e o excesso vendido para as empresas de energia;Oceanos – estuda-se o uso das ondas para geração de energia. Um projeto piloto no CE testa a tecnologia;Solar – com a alta da energia, viabilizou a geração de energia nas residências, podendo a energia ser conec-tada à rede elétrica da cidade.