ANÁLISE DA GERAÇÃO DE ELETRICIDADE NA MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA: Emissões de CO2 e custo exegético direto global e não renovável associadas à produção da eletricidade.

ANÁLISE DA GERAÇÃO DE ELETRICIDADE NA MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA: Emissões de CO2 e custo exegético direto global e não renovável associadas à produção da eletricidade. Daniel A. Flórez-Orrego Escola Politécnica Universidade de São Paulo [email protected] Resumo Neste trabalho se aborda o estudo dos custos exergéticos unitários e as emissões de dióxido de carbono associados á geração de energia elétrica no Brasil. Esta analise se baseia nos dados da matriz de energia elétrica brasileira, a qual se compõe essencialmente da geração hidrelétrica como a maior participação. Outras fontes de geração de eletricidade envolvem a queima da biomassa (bagaço de cana), a operação de parques eólicos, duas centrais nucleares, e varias usinas termelétricas a gás natural e usando derivados do petróleo, como o óleo combustível. As eficiências energéticas típicas de geração, além dos cálculos das propriedades termodinâmicas y físicas dos combustíveis envolvidos nas usinas foram usados para calcular as emissões diretas de CO2 e a eficiência exergética da geração de eletricidade. Isto permite ter uma mesma base para comparar o impacto ambiental e a eficiência global do uso da energia elétrica frente a outras fontes de energia nos diferentes setores, especialmente o setor transporte onde ainda a maior quantidade de combustível fóssil é consumida.

1. Introdução. A energia elétrica é um dos principais insumos das sociedades contemporâneas e uma das formas mais eficientes e valiosas da energia. A energia elétrica é possível de ser convertida em qualquer outro tipo de interação energética, seja energia mecânica ou térmica [1]. Por isso, para o ano 2050 as plantas de geração de energia elétrica terão que prover de dois a três vezes a quantidade de eletricidade gerada globalmente hoje dia [2]. De fato, a forma mais eficiente de conversão da energia em movimento é através de motores elétricos. Mas a eletricidade não é uma forma primária de energia, de forma que a eficiência de sua própria geração deve ser considerada no processo de conversão. Algumas usinas de produção de energia elétrica requerem insumos energéticos fósseis, o que resulta na emissão de gases de efeito estufa [3]. Isso leva à idéia de que não existe poluição zero, mesmo em se tratando de veículos u outras máquinas elétricas [4]. A análise exergo-econômica da geração de energia elétrica deve levar em conta a eficiência ponderada de produção das fontes de geração de eletricidade e suas emissões de CO2, a fim de poder comparar a produção e uso da eletricidade como fonte energia com outras fontes de caráter renovável e não renovável que são usadas nos diferentes setores de consumo (etanol, biodiesel, derivados de petróleo e hidrogênio) [5]. De acordo como os anteriores argumentos, neste trabalho se apresenta em primeiro lugar uma exploração da matriz energética brasileira e a matriz elétrica, para de determinar as participações dos diferentes tipos de geração. Na secção 3 se definem as características energéticas típicas das usinas, como as suas eficiências energéticas,

consumo de combustível e produção liquida de eletricidade. Na secção 4 estimam as propriedades físicas e químicas dos combustíveis envolvidos na geração da eletricidade. Na secção 5 são calculadas as emissões de dióxido de carbono, um dos principais gases do efeito estufa; estas emissões dividem-se em emissões diretas e indiretas. As primeiras dependem do teor de carbono no combustível, o qual virará todo dióxido de carbono assumindo uma combustão completa. No caso das emissões indiretas, uma analise adicional levando em conta o ciclo de vida da construção, mineração, transporte e disposição final, para o combustível o a estrutura da usina mostrará quais são as emissões que devem se adir a aquelas diretas [3].

2. A matriz energética e a matriz elétrica brasileira. Ao se analisar o consumo final por fonte da matriz energética brasileira (Figura 1), nota-se que a principal participação corresponde aos derivados do petróleo (43,5%), seguidos pela eletricidade (16%) e em terceiro lugar ao bagaço de cana (11%), o que mostra que só um pouco menos da metade da participação matriz energética brasileira ainda corresponde aos combustíveis não renováveis. [6].

Figura 1. Evolução do Consumo Final por Fonte [6] No consumo final por setor, o setor transporte consumiu 30% da energia, superado só por a indústria (35,8%). O setor rodoviário por si sozinho consumiu 27,5%, sendo o maior componente de consumo final de energia total no país. Além disso, o setor transporte atingiu 55% do consumo dos derivados do petróleo, em quanto só um 0,4% da energia elétrica gerada esteve envolvida no consumo final como fonte locomotiva no setor transporte. Os setores residenciais e industriais foram os maiores consumidores da eletricidade (23,6% e 43,6%, respectivamente). A matriz elétrica brasileira. No ano 2011, incluindo as importações liquidas (35,9 TWh), o Brasil teve uma oferta interna de energia elétrica de 567,6 TWh, o que se traduz numa potencia de 64,81 Gwe no ano 2011. O consumo interno foi de 480,1 TWh nesse mesmo ano. A capacidade elétrica instalada alcançou 117,1GW e. [6]. As centrais de serviço publico geraram o 85,5% da

eletricidade, entre tanto os autoprodutores forneceram um 14,5%, considerando todas as fontes utilizadas. A pesar de que sua matriz energética compõe-se em grão parte de combustíveis fosseis, o Brasil apresenta uma matriz de geração elétrica predominantemente renovável (as importações são também essencialmente de origem renovável) com cerca do 89% da eletricidade produzida por ditas fontes. [6] Isso faz com que uma menor quantidade de energia tenha que ser investida para produzir a eletricidade se comparado com outros países cuja geração elétrica depende fortemente dos recursos fosseis, devido à eficiência superior do processo de geração hidrelétrica [7]. De acordo com o Banco de Informações de Geração (BIG), da ANEEL, o Brasil conta, em dezembro de 2012, com 2719 usinas em operação para a geração de energia elétrica, que correspondem a uma capacidade instalada de 120330.13 MW – número que exclui as importações desde Argentina, Paraguai, Uruguai e Venezuela. Do total de usinas, 1025 são hidrelétricas (entre usinas hidrelétricas, centrais hidrelétricas e pequenas centrais), 1557 térmicas abastecidas por fontes diversas (gás natural, biomassa, óleo combustível, carvão), duas nucleares e 82 que compõem o parque eólico. A figura 2 mostra as porcentagens de participação das diversas fontes na matriz elétrica brasileira.

Figura 2. Oferta Interna de Energia Elétrica no Brasil [6]

3. Eficiências eletricidade.

energéticas

típicas

das

usinas

de

produção

de

Nesta secção definem-se as características energéticas e de operação típicas das usinas envolvidas na geração de eletricidade. A tabela 1 mostra a participação de cada tipo de usinas e sua produção liquida de potência elétrica. As eficiências energéticas de cada um dos processos de geração são assumidas como os valores médios achados na literatura [8] [9]. A partir destes valores é possível calcular a quantidade de combustível consumido em cada uma de elas.

Tabela 1. Composição elementar do bagaço de cana

Combustível

Participação (%)

Eficiência de Primeira Lei (%)

Potencia elétrica liquida produzida*(GWe)

Taxa de Energia do Combustível Consumida (GW)

Gás Natural Óleo Comb. Nuclear (UO2) Carvão Eólica Hidráulica Biomassa

4,4 2,5 2,7 1,4 0,5 81,9 6,6

45 45 32 35 45 82 20**

2,67 1,52 1,64 0,85 0,30 49,72 4,01

6,00 3,37 5,12 2,43 0,67*** 60,64*** 20,43

Total

60,71

98,67

* Para uma potencia total de geração de eletricidade de 60,71GW produzida em um ano, equivalente a 531,8TWh (as importações foram de 35,9TWh) ** Segundo [10] são investidos 5,1kJ de bagaço (base energética) para se obter 1 kJ de eletricidade. *** Corresponde a energia mecânica investida.

Da informação anterior, a eficiência energética global da geração de energia elétrica no Brasil é 61,53% ou equivalentemente, 1,63kJ (base energética) devem ser investidos para produzir 1 kJ de eletricidade. Se tomasse só a participação correspondente às fontes não renováveis, se acharia que a eficiência energética de geração é 39,45%. Embora este valor ofereça uma idéia da eficiência do processo, a primeira lei não é uma base racional para comparar fontes energéticas já que esta considera que a energia mecânica ou potencial tem a mesma capacidade de produzir trabalho útil que a energia associada a uma fonte de calor, o que é desacreditado pela segunda lei [11] A continuação se determinam algumas propriedades que permitem calcular a exergia química dos combustíveis relacionados e, sob uma base exergética, realizar comparações adequadas.

4. Propriedades dos combustíveis envolvidos na geração de energia elétrica. Devido a que a maioria dos combustíveis industriais são misturas de numerosos componentes químicos, usualmente de natureza desconhecida, o cálculo das propriedades termodinâmicas, entre elas a exergia química, resulta mais complexo que no caso dos gases, toda vez que o valor das entropias especificas desses componentes geralmente não estão disponíveis. Szargut e Styrylskat [11] assumiram que a relação entre a exergia química e o poder calorífico dessas sustâncias é o mesmo que para uma sustância pura contendo as mesmas relações de constituintes químicos. Esta relação se expressa como  y se define:



bCH PCI comb

(1)

Diferentes correlações que permitem achar o valor de  em função das relações mássicas e a composição elementar foram desenvolvidas para diversos tipos de combustíveis sólidos e líquidos [12].

4.1. Biomassa No Brasil, o principal tipo de biomassa utilizada para a produção de energia elétrica é basicamente ao bagaço de cana, a qual está classificada como um bicombustível não florestal [13]. O bagaço da cana, subproduto da extração do caldo nos processos de produção de açúcar e etanol, é usado nas usinas sucroalcooleiras para gerar eletricidade nas plantas de cogeração, reduzindo o uso de combustíveis fosseis em ditas instalações e aumentando a eficiência da usina [10] A composição elementar em base seca do bagaço de cana pode-se aproximar segundo [14]: Tabela 2. Composição elementar do bagaço de cana (base seca) %C 49,73

%H 5,94

%O 43,90

%N 0,42

%S 0,01

Para bagaço com 50% de umidade e partir dos dados da tabela 2, pode calcular-se o valor de  e a exergia química. Estes valores junto com o poder calorífico da cana [6] são reportados na tabela 5. 4.2. Gás Natural: Considerando uma mistura de gases ideais para o gás natural, consistindo basicamente em metano, butano e pequenas quantidades de outros hidrocarbonetos gasosos, o valor de  pode-se calcular segundo a composição molecular segundo [11]. O valor de

 , o poder

calorífico do gás natural e a exergia química do combustível mostram-se na tabela 5. 4.3. Óleo Combustível: O calculo de  para o óleo combustível foi feito segundo a composição elementar dada por [13] Tabela 3. Composição elementar do óleo combustível %C %H 88,72 11,28 Os resultados para  , o poder calorífico do óleo combustível [6], assim como, a exergia química do combustível mostram-se na tabela 5.

4.4. Energia Nuclear No Brasil, a produção de eletricidade usando energia nuclear faz-se em duas usinas (Angra I e Angra II) com capacidade instalada conjunta de 2000 MW [15]. Num processo de fissão nuclear podem ser atingidas temperaturas muito altas, mas a temperatura no reator é controlada por meio de água pressurizada, como acontece no caso dos ciclos PWR (Reatores de água leve pressurizada, por suas siglas em inglês). Para determinar o valor de  no caso da energia nuclear, se usa o conceito de qualidade da energia, isto é, se aproxima o valor de

 ao o parâmetro de Carnot   1  T0 T 

de uma

maquina térmica que funciona entre dois reservatórios, um destes a 5000K que é a temperatura média que se pode atingir na fissão nuclear, e outro a temperatura ambiente, 298K [16]. Isto é uma forma de aproximar o valor do máximo potencial de trabalho que pode ser feito com o calor rejeitado pela fissão do urânio. Devido a esta suposição, assume-se   0,95 para a usina nuclear. O poder calorífico do combustível aproxima-se tendo em conta as seguintes considerações: i) A capacidade instalada das duas usinas Angra I e Angra II é 2000MW ii) A eficiência da usina vem dada pela tabela 1, sendo   32, 4% iii) O consumo anual de urânio enriquecido (elemento combustível) é 47 toneladas para as duas usinas em conjunto [17] [18] Segundo i e ii, a energia que provém do combustível é calculada como E  2000MW 0,324 , isto é, a energia entregue pelo combustível é E  6172,84MW . O fluxo mássico do combustível se calcula segundo (iii) e assim, o poder calorífico fica:

PCI 

E  m

6172,84MW MJ  4193617, 02 kg  dias horas seg  kg 47000  24  3600  365  ano  ano dias hora  CH

A exergia calcula-se como: b

   PCI  3983936,17MJ  kg 1 .

4.5. Usinas Hidrelétricas e Eólicas No caso da geração de energia elétrica via hidrelétricas e turbinas eólicas, nenhum combustível fóssil é usado. A energia corresponde totalmente à exergia física (potencial ou cinética) do fluido. Para o caso da exergia na usina eólica B  0,674GWe e para a hidrelétrica B  60,64GWe . 4.6. Carvão Comparado com as fontes de energia renováveis, o carvão de vapor é usado em menor proporção no Brasil para a geração de eletricidade em ciclos de potencia. A composição elementar do carvão de Paraná vem dada por [13]: Tabela 4. Composição elementar do carvão de Paraná

Fração mássica (kg/kg-carvão) M (kg/kmol) Fração Molar (kmol/kmol-carvão)

C

S

H2

N2

O2

H2O

0,594

0,021

0,033

0,008

0,186

0,175

12

32

2

28

32

18

0,609

0,008

0,201

0,004

0,071

0,108

O valor do poder calorífico do reportado na literatura para o carvão de Paraná mostra-se na tabela 5 [13]. O poder calorífico inferior determina-se ao se subtrair a entalpia de

vaporização d’água. O valor de

 para o carvão com 17,5% de umidade e a exergia

química resumem-se na tabela 5. O fluxo mássico de combustível determina-se ao se conhecer o poder calorífico e a potencia entregue pelo combustível (ver tabela 1). Tabela 5. Propriedades termodinâmicas e taxa de consumo de combustível para as diferentes usinas. Combustível Gás Natural Óleo Comb. Nuclear (UO2) Carvão Eólica Hidráulica Biomassa

PCI (MJ/kg) 41,60 40,20 4193617,02 25,44 8,90

m (kg/s)



b (MJ/kg)

144,30 83,90 0,00122 95,45 2296,07

1,190 1,062 0,950 1,096 1,000 1,000 1,274

49,50 42,69 3983936,17 27,88 11,34

Total

B

(MW)** 7143,32 3581,89 4866,29 2661,13 674,56* 60635,96* 26034,17 105597,32

* Correspondem à mesma potencia elétrica. ** Taxa de exergia de fluxo direta.

De acordo com a tabela 5, a eficiência exergética global da geração da eletricidade (sem se ter em conta a exergia usada na produção do combustível nem a construção das usinas, o que implicaria um analise mais extenso do ciclo de vida) é 57,49%. De jeito global, isto se pode interpretar como o custo exergético médio da produção de eletricidade, de modo que se requerem 1,74kJ de exergia para produzir 1 kJ de exergia elétrica. A eficiência exergética olhando só a fontes não renováveis é 36,59%. Estes resultados são claramente maiores que as eficiências energéticas apresentadas anteriormente.

5. Emissões de dióxido de carbono. 5.1. Emissões diretas. As emissões diretas de CO2 produto da combustão dependem da quantidade de combustível consumido e a porcentagem de carbono no combustível, além de uma porcentagem muito pequena que fica sem se oxidar, principalmente como material particulado (1%). As emissões de CO2 diretas podem ser calculadas como o produto da taxa de consumo de energia e a intensidade de emissão, assim [19], [9]:

 kgCO2   kg  44kgCO2  kg   3, 66 CO2  mcomb  comb   I C ,comb  C   Rm   com Rm  12kgC  s   kgcomb   kgC 

(2)

5.1.1. Usinas hidrelétricas, eólicas e nucleares Para o caso das usinas hidrelétricas, eólicas e nucleares ao não envolver consumo direto de combustíveis com conteúdo de carbono, sua emissão direta de CO2 pode ser

considerada de nula [9]. Porém, uma analise mais rigorosa deve considerar o impacto ambiental produzido tanto no processo de construção da usina, a mineração e a desativação dos rejeitos, além do impacto ambiental decorrente da alagação do solo, no caso das usinas hidrelétricas, o que acarreta a redução de espécies vegetais que capturariam o dióxido de carbono por meio do mecanismo de fotossíntese. Estas emissões se consideram como emissões indiretas. [3]. 5.1.2. Carvão, Óleo Combustível, Gás natural O carvão, quando comparado com as outras fontes combustíveis aporta a maior quantidade de emissões de dióxido de carbono, seguido pelo óleo combustível e o Gás Natural. As emissões diretas de cada um destes combustíveis foram calculadas segundo a eq. (7) e se mostram na tabela 6. 5.1.3. Biomassa A quantidade de emissões diretas de dióxido de carbono no caso da biomassa depende do conteúdo de carbono na mesma, porém ao se tratar de um ciclo natural de captura e liberação de CO2, a emissão liquida direta se pode considerar basicamente nula [20]. As emissões correspondem àquelas decorrentes das atividades de construção da planta, plantação, safra, fertilizantes, etc. 5.1.4. Resumo dos resultados A tabela 6 mostra o teor de carbono para cada combustível e a quantidade de dióxido de carbono emitido à atmosfera segundo a fonte:

Tabela 6. Porcentagens de carbono e emissões diretas Combustível

%Cmassa

Gás Natural Óleo Comb. Nuclear (UO2) Carvão Eólica Hidráulica Biomassa

75,30 2 87,00 0,00 3 59,43 0,00 0,00 4 22,40

1

Emissão direta (gCO2/kWh) 536,93 634,83 0,00 880,95 0,00 0,00 0,00

1. pp 59; 2. pp 48; 3. pp 66; 4. pp 77 Ref. [13]

5.2. Emissões indiretas do dióxido de carbono Contrario à crença popular, as usinas nucleares, eólicas, hidráulicas e a biomassa não são fontes de energia de zero emissão já que os processos de construção, alagamento mineração ou safra, desativação e transporte, fazem com que em algum momento da cadeia produtiva se utilize algum tipo de combustível fóssil ou impactem o meio ambiente mediante a destruição de espécies que absorvem CO2 [22,3,9]. Para determinar as emissões indiretas de dióxido de carbono neste estudo, se tomaram como referencia os dados reportados nos

AVC (Análises de Ciclo de Vida) feitos por diferentes autores. Estes valores mostram-se na tabela 7. Tabela 7. Emissões indiretas e totais de CO2 na operação das usinas

Combustível

Construção (gCO2/kWh)

Mineração e Processamento (gCO2/kWh)

Total Emissões (gCO2/kWh)

Gás Natural(1) Óleo Comb. (2) Nuclear (UO2) (3) Carvão(4) Eólica(5) Hidráulica(6) Biomassa(7)

4,25 2,30 2,80 4,30 6,75 4,33 0,4

149,38 70 15,00 30,88 0,00 0,00 68,32

690,55 707,13 17,80 916,12 6,75 4,33 68,72

1. [9] [22] [23] ; 2. [24] [21] [23] ; 3. [25] [9] [3] [24] [22] [23] ; 4. [25] [3] [9] [23] ; 5. [25] [3] [9] [7] ; 6. [9] [22] [24] [21] [8] [26] ; 7. [27], [28] [29] [30].

5.2.1. Biomassa Um caso especial é aquele em que a geração de eletricidade faz-se simultaneamente com a produção de açúcar e álcool, usando a biomassa como combustível. Nesse caso se deve conduzir uma analise adequada que permita distribuir tanto o custo exergético quanto as emissões de gases de CO2 entre os produtos. O estudo exergo-econômico foi feito por diferentes autores [10] e resultados para se resumem na tabela 8. Tabela 8. Custos exergéticos da produção combinada de açúcar, álcool e eletricidade [10] Produto Açúcar Álcool Eletricidade Total

Custo exergético (kJ/kJ cana) 1,66 3,16 5,10 9,92

As emissões indiretas distribuem entre os três diferentes produtos de acordo com as seguintes condições: i) Densidade do álcool: 791 kg m-3, ii) PCS álcool: 28,3 MJ kg-1, iii) Vida da usina: 20 anos, iv) Moagem: 2000tc ano-1, v) Produção do álcool: 48 L tc-1, vi) Produção de açúcar: 62,4 kg tc-1, vii) Produção de eletricidade: 9,2 kWh tc-1, viii) Só 3,4% das emissões totais da usina na vida toda se atribuíram à geração de eletricidade. Isto se deve a que só essa porcentagem da energia total é investida na vida toda da planta para produzir a eletricidade. A energia investida vem justamente do combustível que é o bagaço. Os demais produtos acarretam com os custos e as emissões restantes. ix) Intensidade de emissão: 436 kgCO2 / (m3-álcool)

5.2.2. Hidrelétricas Dones et al [31] reportaram as emissões indiretas associadas a construção da usina hidrelétrica para dois países diferentes: Canadá e Brasil. Do caso canadense concluiuse que os reservatórios em regiões tropicais (onde a bio-degradação e mas rápida) emitem aproximadamente 5 a 20 vezes mas gases de efeito estufa que nas regiões boreais e temperadas Isso se traduz a uma emissão de 10 a 60 gCO2/kWh para regiões boreais e temperadas e 200-3000 gCO2/kWh para reservatórios tropicais. Resultados similares foram apresentados por pesquisadores brasileiros, os quais encontraram que de acordo com as estimações para 7 usinas hidrelétricas brasileiras se obtém emissões pelos reservatórios de 12-2077 gCO2/kWh com uma media de 340 gCO2/kWh. Isso contrasta a simples vista com os dados reportados na tabela 7.

6. Custo exergético unitário direto da geração de energia elétrica. O custo exergético define-se como o insumo unitário de exergia que necessário fornecer para produzir uma unidade de exergia do produto final (energia elétrica). Isto é, o custo exergético unitário c define-se como:

c

C  kJ  B  kJ 

(3)

Sendo C a taxa de variação do custo do fluxo e B a taxa de exergia total do fluxo. A tabela 9 mostra o custo exergético unitário direto e a exergia direta que foi investida em cada uma das usinas. Com estes dados pode-se determinar a eficiência exergética ponderada direta do sistema de geração de energia elétrica no Brasil. Tabela 9. Custos exergéticos unitários na produção de eletricidade no Brasil

Combustível

Custo Exergetico Unitário Direto (kJ/kJ)

Gás Natural Óleo Comb. Nuclear (UO2) Carvão Eólica Hidráulica Biomassa

2,67 2,36 2,97 3,13 2,22 1,22 6,50

Da tabela 9, observa-se que o maior custo exergético corresponde ao bagaço devido a sua baixa eficiência de conversão e seu baixo poder calorífico. O menor custo exergético corresponde à geração de eletricidade via usinas hidrelétricas, o que é conseqüente com a maior eficiência de conversão deste tipo de transformação energética. O segundo maior custo foi o do carvão, seguido pela usina nuclear, o gás natural e o óleo combustível. A

segunda forma menos custosa foi a eletricidade gerada por meio de parques eólicos. Como foi dito antes, o custo exergético direto global atingiu um valor de 1,74kJ/kJ, devido a ampla participação da energia elétrica na matriz.

7. Custo em base exergetico da geração com produtos não renováveis. O custo para produzir uma unidade de energia elétrica englobando só os combustíveis de caráter não renovável pode-se calcular da tabela 5. A comparação entre este e o custo exergetico global se mostra a continuação: Tabela 10. Custo exergético unitários na produção de eletricidade usando fontes não renováveis e a matriz atual CNR

2,73 kJ/kJe

CTOT

1,74 kJ/kJe

Como era esperado, o custo exergetico unitário para a produção de um kJ de eletricidade é maior no caso dos combustíveis não renováveis se comparado com o status quo da matriz atual. Isto é devido a grão participação da geração hidrelétrica na matriz de energia elétrica brasileira, possuindo assim mesmo a maior eficiência de conversão de energia (mecânica a elétrica). A utilização dos combustíveis fósseis reduz a eficiência global da geração como foi determinado por outros autores quando se compara a matriz de geração de eletricidade do Brasil com a matriz de países em outros continentes sem a posse de recursos hídricos semelhantes [7].

8. Conclusões As principais conclusões deste trabalho resumem-se a continuação: Embora a matriz energética brasileira dependa quase na metade dos combustíveis fósseis, sendo mais da metade do setor transporte locomovido por fontes de energia fóssil, sua matriz elétrica consiste essencialmente em fontes de energia de caráter renovável. Embora a eficiência energética, o custo exergetico e as emissões diretas de CO 2 sejam características muito favoráveis no momento de julgar a utilização das usinas hidrelétricas na geração de eletricidade, estudos revelam que, como era de esperar-se, o efeito ambiental em regiões com ecossistemas mais complexos deve ser analisado rigorosamente para cada caso, podendo-se disparar as emissões de CO2 a níveis comparáveis a uma usina termelétrica. O custo exergetico unitário global é menor que o custo exergetico unitário devido à utilização de fontes não renováveis, o que se explica pela ampla participação da geração hidrelétrica na matriz elétrica brasileira e a alta eficiência deste tipo de processos. É necessária uma analise que inclua os custos indiretos associados à geração de eletricidade em cada uma da usinas a fim de refletir melhor a influencia do tipo de geração no custo exergetico unitário.

Excetuando os parques eólicos, as usinas hidrelétricas e as usinas nucleares, o custo de construção, mineração ou safra, tratamento de resíduos ou operação resultam ser só uma parte pequena das emissões indiretas associadas ao processo. Os analises de ciclo de vida (ACV) apresentam variações consideráveis nas estimações dependendo da localização geográfica, os métodos de fabricação, construção, mineração etc. o que faz ainda muito imprecisa a determinação exata das emissões indiretas associadas ao processo. Segundo a tendência mundial que indica um crescimento da demanda de energia elétrica para as seguintes décadas, se precisa de uma maior eficiência de conversão das fontes de energia primarias o secundarias a eletricidade, sem ter que aumentar ostensívelmente o consumo e comprometer a seguridade energética e acelerar o esgotamento das fontes de energia. Isso é possível a partir do estudo exergo-econômico que permita a hierarquização dos processos de geração de energia elétrica, visando fomentar a geração de energia elétrica com aqueles com maior eficiência e menor impacto ambiental.

Agradecimentos O autor agradece á Fundação Apoio à Universidade de São Paulo – FUSP e a Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Bicombustíveis - ANP pelo apoio recebido como bolsista de mestrado ao longo desta pesquisa. Aliás, ao Ing. MSc. Julio A. Mendes da Silva por a colaboração e discussões ao longo da preparação deste trabalho. Ao Prof. Dr. Silvio de Oliveira Jr, pela orientação e as ideais para a realização da pesquisa.

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