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Matriz Elétrica do Brasil

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Matriz Elétrica do Brasil.

Situação atual em 2015.                                                                                                                      Fontes                                    Participação            Potência Instalada    Aumento previs

–  Hidrelétrica                             62,7%                                                                                               –  PCH                                            3,5%                                                                                               –  Gás Natural                               9,4%                                                                                               –  Petróleo                                      6,6%                                                                                               –  Carvão mineral                          2,7%                                                                                               –  Nuclear                                       1,5%                                                                                               –  Biomassa                                    9,7%                             12,9 GW                 2,9 GW                    –  Eólica                                           4,8%                              6,6 GW                 3,8 GW                     –  Solar                                            0,01%                            2,1 GW

Total                                         100,91                          138,2 GW                41,2 GW

Fonte:  ANEEL/ABEEólica

 

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Anotações sobre geração com energia solar

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Anotações simples sobre energia Solar.

Em princípio dispõe-se de duas abordagens do aproveitamento da energia solar:

1.      Para aquecimento.

2.      Para geração de energia elétrica.

No primeiro caso água é aquecida em coletores e armazenada em tanque.  Tem aplicação industrial e doméstica.  Por exemplo, substituiria os aquecedores elétricos de chuveiros.

Na geração de energia elétrica existem duas tecnologias:

1.  Via concentração dos raios solares por espelhos côncavos e

2.  Através do efeito fotovoltaico.

Diversas configurações de instalações de concentração de raios solares foram e estão sendo experimentadas.  Existe um projeto que pretende gerar 15% da energia consumida na Europa no norte da África e transmiti-la por cabos submarinos através do Mar Mediterrâneo em extra-alta voltagem ao continente europeu.  Também existem primeiras instalações nos Estados Unidos.

Durante muito tempo a geração fotovoltaica de energia elétrica foi avaliada com ceticismo em virtude do custo.  A sua aplicação então estaria limitada a pequenas instalações em regiões isoladas sem redes de distribuição, em sistemas de comunicação, cercas elétricas para pastos, iluminação pública e sinalização de tráfego ou domicílios.  Desenvolveu-se a rede inteligente pela qual uma instalação domiciliar fornece energia à rede de distribuição, quando dispuser de um “excesso” de energia, e receber energia, quando a demanda superar a própria disponibilidade.  Grupos de baterias permitem armazenamento de energia elétrica.  No futuro não muito distante as instalações fotovoltaicas nos telhados de domicílios poderão carregar as baterias de veículos elétricos.  O subsídio a este tipo de aplicação na Alemanha criou uma demanda suficientemente grande para que os custos de instalações diminuíssem radicalmente.  Hoje a China é o maior fornecedor global de placas fotovoltaicas.  E o desenvolvimento tecnológico continua, surgindo agora membranas produtoras de energia, que poderiam ser aplicadas nas frentes de prédios – e janelas.

Conforme relata Smart Solar no Facebook (19.06.2015) instalam-se agora – desde o final da década 2000 – instalações fotovoltaicas com 200 MW até 550 MW, as dez maiores na China, nos Estados Unidos e na Índia, cobrindo de 10 a 20 km2.

Segundo os valores informados, os custos de instalação dessas plantas nos Estados Unidos estão na ordem de grandeza de 3.000 US$/kW.

Se fosse possível transformar em eletricidade toda a luz solar que incide só sobre a região sudeste do Brasil, a energia produzida seria 400 vezes maior que toda a eletricidade produzida por todas as usinas do mundo!  [É obvio que a região semiárida do Nordeste é a localização ideal da geração fotovoltaica no Brasil]

“Esse é o potencial da energia solar, que pouco a pouco começa a ser explorado.  Desertos inabitados, onde não chove na maior parte do ano, são locais ideais para instalação de usinas solares, que usam milhares ou mesmo milhões de painéis para gerar energia suficiente para abastecer cidades inteiras.  Em vários lugares, isso já é uma realidade, especialmente nos países mais desenvolvidos (ou em franco crescimento).”

A demanda de energia solar deve alcançar 51.4 GW em 2015. De acordo com a consultoria Energy Trend, em 2014 a energia solar fotovoltaica alcançou a marca de 44 GW, quase metade da capacidade instalada brasileira. Dos mercados ao redor do mundo que impulsionam este crescimento destacam-se o Japão, EUA e China, que perfazem juntos aproximadamente 60% da demanda global. Também, a consultoria indica que os preços continuarão a cair em 2015 e a produção mundial deve continuar a crescer. Link original:  http://www.pv.energytrend.com/research/20141215-7931.html

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Política Energética Sustentável

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Política energética sustentável.3                                                                                          ( 3  >  Situação Sustentável e Responsabilidade – Referências Bibliográficas )

Uma política energética sustentável considera simultaneamente  a Segurança do suprimento de energia, as mudanças climáticas e a sustentabilidade social.

Na cena global está consolidada a percepção de que o problema da segurança do suprimento de energia e o problema das mudanças climáticas estão indissoluvelmente imbricados, precisando ser solucionados de forma coordenada.  Em geral escapa ainda uma terceira dimensão, a dimensão social da ocupação com renda compatível com um nível de conforto desejável.  As ações orientadas para a solução destes três problemas seriam parte importante de uma política econômica, social e ambiental, ou seja, de uma Política para o Desenvolvimento Sustentável.  Entende-se que numa Situação Sustentável a economia seria obrigatoriamente “Verde”, o que significa “de baixas emissões de gases causadores do efeito estufa”.  No ambiente global entende-se também, que Economia Verde e eliminação da dependência dos combustíveis fósseis são “sinônimos” para uma mesma meta.  E entende-se ainda, que a mitigação dos riscos climáticos é uma meta por natureza global.

Sobre abordagens e tecnologias.

Em grande parte os recursos tecnológicos e financeiros para uma Política Energética Verde existem.  Pode-se afirmar, que a indústria dos transportes ainda resiste à passagem aos acionamentos híbridos e elétricos para veículos com peso reduzido.  Espera-se também por uma forte evolução na tecnologia dos biocombustíveis.  Existem grandes espaços para a redução do consumo, tanto na área predial como no aumento da eficiência energética, ou seja, na redução do insumo de energia por unidade de produção.  Estes efeitos seriam produzidos de forma “difusa” na sociedade e com tanto maior volume e prontidão quanto melhor forem incentivados por iniciativas governamentais como incentivos fiscais e financiamentos, além de normatizações.  Com esta reestruturação as sociedades desenvolvidas conseguiriam manter a ocupação, talvez mesmo elevar o PIB, com simultânea redução do consumo de energia.  São noticiados potenciais de redução de consumo entre 20 e 40% nas sociedades desenvolvidas, com correspondente redução da queima de carvão, gás e petróleo.  Além da redução  do consumo acelerariam a participação das energias limpas nas suas matrizes energéticas na medida em que investirem na geração eólica e solar, além da geração com biomassa.  Nesta abordagem resumida não se descarta a aplicação de geração nuclear, mas se a reserva para casos excepcionais.

Sem margem de dúvida a grande surpresa no contexto da geração de energia é o desenvolvimento alcançado no aproveitamento da energia dos ventos.  As potências unitárias e as eficiências aumentaram a ponto de possibilitar a execução de grandes projetos com preços da energia comparável com a energia produzida com carvão e gás natural.  Adicionalmente, o preço é previsível, porque independe dos preços de commodities e do câmbio, o prazo de implantação é curto – de um a dois anos -, fator importante para a rentabilidade dos investimentos, e a geração não compete com o uso da terra e da água.  Importante também é que não causa interferências em florestas.  Além das vantagens econômicas e ambientais ainda cria ocupação local.

Na Dinamarca, que liderou o desenvolvimento tecnológico, 20% da energia consumida é de origem eólica tendo-se explorado não mais de 20% do potencial.  Em dias com  fortes ventos toda a energia consumida na Dinamarca é gerada por suas 5.000 turbinas.  Lester Brown afirma, em Plan B3.0, que toda a energia consumida nos Estados Unidos poderia ser captada dos ventos e do sol, inclusive a que alimentaria os veículos com acionamento híbrido e elétrico. As empresas européias fabricantes de turbinas eólicas estão instalando fábricas nos Estados Unidos para explorar este mercado.  A reformulação da matriz energética exige também uma nova estrutura do sistema de transmissão e de distribuição, com grandes demandas de mão-de-obra.  Além de resolver o problema da poluição atmosférica a energia eólica, em conjunto com a energia solar, tornariam os Estados Unidos independentes da importação de petróleo.

No momento o líder no investimento em energia limpa é a China, tanto na energia eólica, como na energia solar e na energia nuclear, mesmo ainda aumentando a queima de carvão. Na China já existiam mais de um milhão de empregos nos setores de energias renováveis, com acréscimos de 100.000 por ano. A China, confrontada com uma massa de população pobre e, tendo um governo autoritário decidido de resgatar centenas de milhões de seus habitantes da pobreza, é benchmark no desenvolvimento econômico e social, mas também no desenvolvimento ambiental.  A eficiência energética da economia chinesa tem feito surpreendentes progressos, embora partindo de uma base muito baixa.  Pode-se afirmar que a China executa um Projeto para o Desenvolvimento Sustentável.  Observa-se que não existe o problema da transferência de tecnologia tão presente nos discursos ainda nos na última década do século XX.

Da cena no Brasil.

Como está o Brasil nesta cena?  Não há dúvida a respeito de que no mínimo 20% da energia consumida poderiam ser economizados, mas não existe ação do governo neste sentido. Esta economia corresponderia a cerca de 30% da potência instalada.  Não haveria, portanto urgência na instalação de novas capacidades de geração, caso se incentivasse a redução do consumo.  A indústria por razões de competitividade acompanhará os esforços internacionais de melhoria da eficiência energética.  O mesmo pode ser previsto para a evolução dos transportes.  É quase inacreditável que não exista uma política de incentivo à geração térmica com bagaço de cana, tendo em vista que o potencial é avaliado em 14.000 MW, a sua exploração dispensaria linhas de transmissão extensas e o aumento da renda das usinas beneficiaria a competitividade do açúcar e do etanol, além de ser energia verde. Ainda mais absurda é a desatenção à exploração do potencial de energia eólica, estimado em 140.000 MW, mais que toda a potência instalada, principalmente no Nordeste, sabidamente carente de energia.  O custo da energia resultante do primeiro leilão esteve no nível praticado para pequenas centrais hidrelétricas.  Atualmente já está próximo ao custo contratado em novas grandes usinas hidrelétricas, e não precisará incorporar o custo da transmissão devido à proximidade aos consumidores, nem as respectivas perdas.

A determinação do governo de instalar usinas hidrelétricas na Amazônia baseia numa percepção superada, que só se mantém devido à desatenção da sociedade.  Não há como negar que a sua prática é mais prejudicial ao Meio Ambiente que a geração eólica e que não contribui para o desenvolvimento da indústria nacional.  Uma quebra dos paradigmas de percepção e uma orientação pelos exemplos – benchmarks -, proporcionados por outras sociedades, deve ser possível também nas democracias.

 

 

 

 

Brasil no Desenvolvimento Sustentável.

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Brasil no Desenvolvimento Sustentável.

É evidente que para o cidadão brasileiro serem de interesse prioritário as conseqüências que os problemas da Sustentabilidade têm para o próprio país e as ações próprias possíveis para contribuir para o Desenvolvimento Sustentável.

Então cabe iniciar pelas Percepções atuais da Cidadania no Brasil.  Estas percepções são determinantes para os posicionamentos oficiais nos órgãos internacionais, como as COP – Brasil nas vésperas das COP 20 e 21.

Infelizmente o Brasil – a sociedade no Brasil – ainda não desempenha intensamente as Contribuições do Brasil para a Solução dos Problemas das Mudanças Climáticas.  As reduções das emissões de GEE globais são urgentes e a meta de converter o país com Economia Verde e mesmo num sumidouro de GEE é ambiciosa, porém não utópica.  Por enquanto o Brasil figura entre os países maiores poluidores da atmosfera.  Portanto está omisso de sua Responsabilidade e na posição de vilão com culpa por omissão.

Dois problemas ocupam as posições de principais prioridades no desenvolvimento do Brasil:  Os Problemas da Floresta no Brasil e o Desenvolvimento da Matriz Energética no Brasil.

Quanto à solução dos problemas sociais o Brasil tem capacidade e oportunidades para gerar ocupações em número suficiente sem auxílios estrangeiros.  Falta criar os Projetos de Desenvolvimento Sustentável que tratam simultaneamente os problemas sociais, ambientais e econômicos.  O número de pobres, estimado em 40 milhões de cidadãos, é muito menor que o de resgatados da pobreza na China nos últimos 15 ou vinte anos:  500 milhões ou mais.

 

 

 

Responsabilidades do Desenvolvimento da Matriz Energética no Brasil

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Responsabilidades do Desenvolvimento da Matriz Energética no Brasil.

Introdução: Responsabilidades.

A Responsabilidade do Desenvolvimento da Matriz Energética no Brasil é dupla:

1. Prover a energia necessária para o desenvolvimento da economia e do bem- estar público nacional.

2. Contribuir para a redução das emissões de gases causadores do efeito estufa – GEE – no âmbito global, a fim de limitar as Mudanças Climáticas.

A primeira corresponde à visão tradicional e é óbvia. Trata-se de uma responsabilidade de qualquer governo. A segunda ainda não está sendo percebida com a clareza necessária. O desenvolvimento do Brasil deveria estar sintonizado com o Desenvolvimento Sustentável, que é uma Responsabilidade global.

Situação Atual da Matriz Energética nacional.

Há de se diferençar entre Matriz Energética e Matriz Elétrica. Além da energia elétrica a Matriz Energética contempla a energia dos combustíveis necessária para os acionamentos nos transportes, a queima de lenha, a energia de combustíveis consumida em todos os processos industriais.

Segundo o Balanço Energético Nacional de 2014 da Empresa de Pesquisa Energética – EPE -, órgão do Ministério de Minas e Energia, a Matriz Energética do Brasil se compõe da seguinte forma: www.epe.gov.br
Petróleo e derivados                                                        39,3 %
Gás natural                                                                        12,8 %
Carvão mineral                                                                   5,6 %
Lenha e carvão vegetal                                                      8,3 %
Biomassa em indústrias                                                   16,1 %  exceto lenha.
Hidráulica                                                                          12,5 %
Nuclear                                                                                 1,3 %
Eólica                                                                                    0,5 %
Outros renováveis                                                              4,2 %
Obs.: O consumo de etanol não é visível nesta composição.  Corresponde a 4,8 %.

A EPE aponta que a Matriz Energética é 41 % renovável, comparados aos 13 % mundiais.

“Pelo segundo ano consecutivo, devido às condições hidrológicas desfavoráveis observadas ao longo do período, houve redução da oferta de energia hidráulica. Em 2013 o decréscimo foi de 5,4%. A menor oferta hídrica explica o recuo da participação de renováveis na Matriz Elétrica, de 84,5% em 2012 para 79,3% neste ano, apesar do incremento de 1.724 MW na potência instalada do parque hidrelétrico.”

Nas comparações internacionais costuma-se apontar para os baixos valores de emissões de GEE na geração de energia no Brasil, resultante da alta participação da geração hídrica.  Trata-se mais de uma dádiva da natureza que de um mérito.

Perspectivas do desenvolvimento.

Os principais vetores do desenvolvimento da Matriz Energética podem ser resumidos sendo:
– A continuação de um significativo crescimento da demanda por energia elétrica dos domicílios em conseqüência do desenvolvimento social.
– O aumento da atratividade do investimento na geração eólica, já competitiva com a geração hídrica e sem necessitar de longas linhas de transmissão, particularmente em áreas de floresta. No Brasil os reservatórios das usinas hidrelétricas servirão de acumuladores de energia eólica produzida em períodos de baixa demanda. O potencial de energia eólica, estimado em 140.000 MW, é superior a capacidade de geração hoje instalada no país. Isto sem considerar a possibilidade da geração eólica off-shore.
– Seguindo à tendência mundial, um considerável aumento da geração solar fotovoltaica. Esta opção pode contribuir para a redução do uso da lenha, sem requerer a instalação de linhas de distribuição em regiões com povoação dispersa.
– O aumento considerável do uso veicular dos biocombustíveis etanol e biodiesel. O etanol seria utilizável também em veículos com motores híbridos. A adesão aos acionamentos elétricos deve acelerar em 5 a 10 anos. O consumo da gasolina seria praticamente reduzido a valores mínimos, resultando numa considerável redução da poluição por GEE.
– O aumento da cogeração com bagaço acompanhará o aumento do consumo do etanol. O potencial é estimado comparável à potência da UHE Itaipu e a geração se situará próxima aos centros industriais na região Sudeste, onde as linhas de transmissão já existem.
– Deverá se sedimentar a percepção de que usinas hidrelétricas na região Amazônica são dispensáveis.

Conclusão quanto ao desempenho da Responsabilidade pelo Desenvolvimento Sustentável.

Do cenário acima esquematizado se depreende que não existe um conflito no desempenho das duas Responsabilidades simultâneas para o Desenvolvimento da Matriz Energética no Brasil. Tanto as circunstâncias naturais, como os desenvolvimentos das tecnologias, como o interesse da economia nacional contribuem para que as emissões de GEE do Brasil na área energética venham a ser minimizadas.  A Responsabilidade pela política do desenvolvimento da matriz energética cabe ao Estado.  Neste sentido se trata de um desenvolvimento sustentável projetado.  A execução deveria ser confiada á iniciativa privada.

Desenvolvimento da geração de energia com fontes renováveis

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Desenvolvimento da geração de energia com fontes renováveis.

Ao lado da redução das emissões de gases geradores do efeito estufa (GEE) por acionamentos no transporte, principalmente de veículos e aviões, das emissões de indústrias, das emissões causadas pela agro-pecuária e pelos desflorestamentos a redução de emissões de GEE pelos processos de geração de energia elétrica é o principal objetivo do combate às Mudanças Climáticas. ( > Problemas no Desenvolvimento Ambiental Sustentável )

Aplicam-se duas abordagens:
Primeiro a redução do consumo de energia.
Segundo o abandono da geração de energia a partir de fontes fósseis, não renováveis – carvão, gás natural e petróleo – substituindo-as por fontes renováveis – solar, eólica e biomassa.

Deixamos fora desta abordagem a geração nuclear, devido ao problema não solucionado dos resíduos radioativos, e o recurso a fontes marítimas e geotérmicas, por considerá-las complementares.

As fontes renováveis de energia para a geração de eletricidade se tornaram competitivas com as fontes “tradicionais” em data recente. Pela primeira vez em 2013 os investimentos globais em geração com fontes renováveis superaram os investimentos em geração com fontes de energia fósseis. A geração fotovoltaica permite a geração mais descentralizada, mesmo em áreas distantes de linhas de distribuição. A geração fotovoltaica pode ser oferecida nas habitações dos contingentes pobres, de forma que o seu acesso a melhor conforto não causaria um aumento das emissões. A geração pelo próprio consumidor por módulos fotovoltaicos instalados nos telhados dos domicílios oferece a oportunidade da troca de energia com a empresa distribuidora local; surgem as redes inteligentes de distribuição. Esta configuração favorece a opção por veículos com acionamentos elétricos ou hídricos, de forma a favorecer também a redução de emissões de GEE pelos transportes.

O potencial de energia do sol e dos ventos, que pode ser aproveitado, é maior que a demanda global por energia elétrica. Diante deste fato, deve-se considerar que depende apenas de vontade política para as sociedades superarem resistências de interesses ligados ao carvão mineral e ao petróleo para alcançar fortes reduções das emissões de GEE sem prejudicar a economia e o desenvolvimento social, através de uma política de mudança da Matriz Energética. Trata-se de um desenvolvimento projetado.

Desenvolvimento de Matrizes Energéticas

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Desenvolvimento das Matrizes Energéticas.

O desenvolvimento das Matrizes Energéticas é uma função da política econômica. Os Governos têm a tarefa de orientar a disponibilidade de energia para a demanda futura de forma que este recurso esteja disponível com preços, que favoreçam a competitividade da produção dos respectivos países. Portanto o Desenvolvimento da Matriz Energética e da Matriz de Energia Elétrica é um exemplo de desenvolvimento projetado.

Vetores do desenvolvimento.

Atualmente se impõem, no mundo todo, a Responsabilidade da redução das emissões de gases causadores do efeito estufa – GEE – como meta adicional para o planejamento. Esta obrigação vem sendo facilitada por inovações tecnológicas tanto na geração de energia, quanto nos acionamentos de veículos, principalmente, com o aproveitamento da energia eólica e da energia solar. A energia solar e a energia eólica são “limpas” – não causam emissões – e estão, em teoria, disponíveis em volumes maiores que o total de energia até agora produzidas e consumidas. São classificadas também como “energias renováveis”. Adicionalmente está-se dando maior atenção ao aproveitamento de bioenergia para os mesmos usos. A combustão produz emissões que são seqüestradas pelos plantios, num processo de reciclagem. A geração hidrelétrica, embora limpa e altamente desenvolvida, só desempenha um papel complementar na grande maioria das sociedades, com exceção da Noruega e do Brasil, por falta de oportunidades de aproveitamento.

Fontes com menores potenciais de aproveitamento são a energia marinha, das ondas, correntes e marés, e a energia geotérmica. A expansão da geração nuclear enfrenta forte rejeição.

A preocupação com as emissões e pressões da sociedade civil intensificou os esforços das empresas de reduzir as emissões e outros efluentes poluidores das produções. Via de regra constataram que estes esforços resultaram também em reduções de custos.  Por exemplo, os gases de processos siderúrgicos estão agora sendo aproveitados na geração ou cogeração de energia.

Tanto no âmbito da produção, como no âmbito do consumo comercial e doméstico intensificou-se o esforço de redução do consumo de energia. Adotam-se hábitos mais conscientes para reduzir desperdícios. Aumenta a eficiência na iluminação, dos aparelhos eletrodomésticos e dos equipamentos fabris, reduz-se a necessidade de aquecimento e refrigeração dos prédios.  Resulta um aumento da eficiência energética das sociedades, isto é, a relação entre a produção e o consumo de energia – PIB/kWh.

Da evolução histórica.

Do domínio da transformação da energia do calor em energia mecânica resultou um acelerado aumento da produção na Revolução Industrial.  No princípio o combustível foi  o carvão; em menor escala a lenha. Ao desenvolvimento da máquina a vapor seguiu o desenvolvimento das turbinas a vapor e da geração elétrica, que permitiram a geração concentrada de grandes volumes de energia. O desenvolvimento das máquinas de combustão interna e a exploração e destilação do petróleo possibilitou uma rápida expansão do transporte rodoviário a custos decrescentes.  Turbinas a gás fóssil possibilitaram aumentos de eficiência dos processos e reduções da poluição atmosférica pelos efluentes. Hoje turbinas a gás alimentadas por destilado de petróleo dominam no transporte aéreo. Por mais bem sucedidos que fossem os esforços de redução das emissões de GEE resultantes da combustão de combustíveis fósseis, o aumento da demanda por energia resultou num aumento da concentração de GEE na atmosfera e, em conseqüência, o aquecimento antrófico e o início de mudanças climáticas.

O desenvolvimento das células fotovoltaicas de silício abriu a possibilidade do aproveitamento da energia solar para a geração de energia elétrica.  E o desenvolvimento das turbinas o aproveitamento da energia dos ventos em grande escala.  Estes desenvolvimentos tecnológicos ainda não eram previsíveis em 1992, quando se realizou a Conferência Rio 92.  A iniciativa privada e a globalização as tornaram acessíveis em todo o mundo. Em data recente pela primeira vez os investimentos globais em geração com energias limpas superaram os investimentos em geração com energias fósseis.  A disponibilidade de energia solar e energia eólica para serem aproveitadas é maior que a capacidade de geração hoje instalada.

Da geração com fontes renováveis / limpas / verdes.

A expansão da geração eólica teve de superar alguns obstáculos.  Inicialmente, as unidades de geração tinham pequena capacidade; por isso não eram econômicas.  Hoje uma capacidade standard têm de 3 a 5 MW com maior rendimento, existindo unidades de até 10 MW.  Segundo, existe uma estrutura de produção de energia elétrica com tecnologias “convencionais” e uma estrutura de fornecedores de combustíveis. Estes interesses resistiram e ainda resistem à inovação. Alguma sociedade, através de sua política e administração pública teve de tomar uma decisão de fomentar a geração limpa para que adquirisse escala e fosse competitiva.  Estas iniciativas foram tomadas pela Dinamarca e pela Alemanha.  Quando os ventos são fortes, hoje toda a demanda de energia na Dinamarca é atendida por geração eólica. Durante alguns anos a Alemanha liderou a instalação de geradores eólicos em terra – on shore – e no mar – off shore -.  A gestão dos sistemas de transmissão e de distribuição de energia precisa ser adequada para absorver a variação de geração eólica em conformidade com a força dos ventos, dando prioridade para o consumo de energia limpa e economizando combustíveis fósseis.

Hoje a China lidera a instalação de geração eólica, seguida dos Estados Unidos e da Alemanha.

Na geração solar existem duas abordagens: A geração por concentração dos raios através de espelhos e a tecnologia fotovoltaica.
Diversas concepções de projeto de geração por concentração encontram-se em estado experimental.  Prevê-se a acumulação do meio aquecido para geração durante a noite.  O meio aquecido transmite o calor a um circuito térmico de vapor convencional.  Existe uma visão da instalação de numerosas unidades no norte da África para transmitir à Europa por cabos submarinos a energia produzida .

A tecnologia fotovoltaica permite o maior grau de geração elétrica descentralizada, quer dizer, no próprio consumidor. Os painéis instalados nos telhados das casas podem ser vistos em toda a Alemanha.  A energia gerada em excesso durante o dia é armazenada em acumuladores e (ou) “vendida” à rede.  Quando o consumo supera a geração própria recorre-se à distribuidora. Este sistema de conexão conhecido como “rede inteligente” precisa ser aceito e promovido pela distribuidora.

A geração fotovoltaica de energia se aplica à eletrificação de pequenos consumidores não alcançados por redes de distribuição e a aplicações especiais na sinalização de trânsito e na comunicação. A combinação com a utilização da tecnologia de leds na iluminação amplia o seu campo de aplicação. Na Índia um projeto de geração fotovoltaica beneficiará um grande contingente de pobres na zona rural.

Não pode deixar de ser lembrado, que a utilização da energia elétrica para aquecimento é a forma mais ineficiente e dispendiosa do uso deste recurso.  Outra vez a China hoje é o maior aplicador de coletores solares térmicos e de coletores fotovoltaicos, de produção própria.

Do transporte com energia elétrica.

Para quem dispõe de energia elétrica própria, produzida no telhado de sua casa, deve ser imediato alimentar o seu veículo com acionamento elétrico. Neste caso o abastecimento do veículo será mais econômico do que qualquer alternativa de combustível. Conclui-se que haverá mercado para os veículos elétricos. As estruturas logísticas ainda terão de ser estabelecidas. Dependendo das necessidades de autonomia, o cidadão poderá optar por veículos com acionamento híbrido, que também poderá ser flex.

Conclusão.

As perspectivas para uma redução radical das emissões de GEE através da transformação das Matrizes Elétricas Energéticas são promissoras. O desenvolvimento tecnológico com redução dos custos indica nesta direção. Hoje a geração eólica já compete com a energia hidrelétrica.  A energia solar ainda requer subsídios.  Em “Plan B 3.0” Lester R. Brown avalia, que toda a energia elétrica demandada pelo maior consumidor, os Estados Unidos, pode ser eólica e solar. Inclusive para os veículos. Com o empenho do Governo a energia solar também serviria ao desenvolvimento social, a exemplo do projete de desenvolvimento da Índia.  Recentemente a instalação de geração fotovoltaica superou a instalação de geração eólica.

Ponderações sobre o “carro elétrico”

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Ponderações sobre o “carro elétrico”.
Aspectos energéticos, ambientais, técnicos e logísticos.  3
( 3 > Situação Sustentável e Responsabilidade – Referências Bibliográficas)

Veículos com acionamento elétrico não representam exatamente uma inovação tecnológica. Em pequena escala foram e são utilizados em ambientes fechados, como armazéns. Apesar das vantagens do baixo nível de ruído, da eficiência e da ausência de resíduos de combustão no local de trânsito, não alcançaram ainda aplicação mais ampla devido à limitação da autonomia (40 km), do peso e do custo das baterias. São estes os principais entraves à maior difusão?  Os problemas da autonomia seriam superados por acionamentos híbridos, com motores a combustão, de preferência flex, e motores elétricos.

Hoje se conjectura com a expansão do uso de acionamentos elétricos para automóveis, para reduzir a poluição atmosférica, particularmente em áreas urbanas. A eficiência do acionamento seria ainda aumentada através da recuperação de energia na frenagem, com a sua acumulação nas baterias. O aumento de eficiência de qualquer maneira significa uma redução da energia investida no transporte, seja de fontes renováveis ou de fontes fósseis.

Convém contemplar separadamente os diversos aspectos intervenientes na expansão do uso de acionamentos elétricos nos transportes.

Primeiro, abordemos a energia consumida. Esta é função do peso deslocado e da velocidade. No trânsito urbano há muitas paradas e acelerações. O tempo de parada nos congestionamentos e nos sinais de trânsito com os motores de combustão operando em vazio é considerável. Os motores de combustão atuam fora das condições de especificação com aproveitamento do combustível muito baixo. O desperdício de energia no transporte veicular urbano pode então ser fortemente reduzido através da utilização de veículos menores e mais leves com acionamentos elétricos. Provavelmente a passagem para veículos menores também contribuirá para melhorar a fluidez do trânsito urbano e a acomodação mais fácil em estacionamentos.

Segundo, consideremos a autonomia. O tempo de recarga das baterias é um incômodo a ser administrado quando se opera com acionamentos elétricos. No caso de aplicações restritas à área urbana, de uma maneira geral as recargas de baterias podem ocorrer à noite, quando a demanda para outros usos da energia elétrica é mais baixa. Outras soluções representam acionamentos combinados, chamados híbridos, de motores de combustão ou de células de energia com acionamentos elétricos. As estruturas de abastecimento dos combustíveis para os motores existem. Os inconvenientes dessas soluções são o peso e o espaço ocupado pelos duplos acionamentos, além do custo. Mas é inegável que, do ponto de vista ecológico, acionamentos híbridos empregando combustíveis renováveis, a exemplo do etanol, são uma opção atraente.

Terceiro, focalizemos a necessidade da mudança da matriz energética para limitar as mudanças climáticas. Os transportes contribuem com cerca de 15 % do total da emissões de gases causadores do efeito estufa (GEE), através da combustão de derivados de petróleo. Seria muito desejável que estes combustíveis fossem substituídos por energias de fontes renováveis, tais como a energia eólica ou solar e os combustíveis renováveis, libertando as sociedades da dependência do petróleo quanto às necessidades de transporte veicular. Lester Brown em Plan B 3.0 aborda esta possibilidade para os Estados Unidos com base na geração eólica. Para o Brasil seria aplicável também. Eventualmente se estabeleceria uma logística de abastecimento por troca de baterias além das cargas noturnas nas garagens domésticas e em estacionamentos. As baterias veiculares serviriam como acumuladores de energia elétrica gerada em horários sem outros consumos significativos, melhorando o aproveitamento da capacidade de geração eólica sem requerer outros investimentos em acumulação.

Conclusão: Do que foi exposto se depreende, que a expansão do uso de acionamentos veiculares elétricos é altamente desejável e absolutamente viável, tanto para as locomoções nas áreas urbanas como para as viagens intermunicipais e a maiores distâncias. Além da reestruturação da indústria automobilística será necessário estabelecer a estrutura de abastecimento dos veículos com energia elétrica, em paralelo com a expansão da geração com fontes renováveis. Do ponto de vista da geração de ocupação e de renda estas mudanças de estrutura são muito bem-vindas.

Sem dúvida os acionamentos elétricos de veículos automotivos contribuirão significativamente para a solução dos Problemas do Desenvolvimento Ambiental Sustentável.

Matrizes Energéticas

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Do desenvolvimento das Matrizes Energéticas.

Com o invento de James Watt da regulação da transformação do calor em energia mecânica, iniciou a Revolução Industrial no fim do século XVIII. Desde então até hoje a demanda e a geração de energia aceleraram. Nunca a escassez de energia impediu o crescimento da produção industrial.

Da geração com combustíveis /fontes fósseis.

Inicialmente utilizaram-se caldeiras a carvão mineral (ou lenha) e máquinas a vapor. A geração elétrica favoreceu o desenvolvimento de turbinas a vapor. Depois se inventaram os motores de combustão interna, passando-se a queimar também derivados de petróleo. Mais tarde as turbinas a gás expandiram a combustão de gás natural em centrais termelétricas.

As reservas desses combustíveis fósseis são finitas, mas muito maiores do que se previa. Mesmo assim se desenvolveu a geração por fissão nuclear como fonte de calor. A utilização da energia da fusão nuclear ainda não ultrapassou a fase experimental.

Com o aumento do aproveitamento dos combustíveis fósseis surgiram os inconvenientes da poluição atmosférica por fumaça, particulados, e gases geradores do efeito estufa (GEE). O reconhecimento do risco das Mudanças Climáticas levou a um primeiro entendimento global sobre a redução das emissões de GEE segundo o Protocolo de Kyoto de 1995. As chuvas ácidas foram dominadas por filtros e catalisadores nos condutos de gases de combustão e substituição do carvão por gás natural.

Passou-se a acelerar o desenvolvimento tecnológico para a exploração dos recursos renováveis, que não são poluidores. Com as fontes solar eólica e os biocombustíveis obtiveram-se os melhores progressos. A utilização da energia marinha – de ondas, correntes e marés – e da geotermia será limitada.

Da geração eólica e solar.

Em meados da década dos 90 ainda não se contava com a expansão da geração eólica que se presencia. Com o desenvolvimento de unidades mais altas e maiores e a experiência adquirida os custos da geração eólica declinaram aceleradamente, chegando hoje a competir com a energia das centrais térmicas e mesmo de usinas hidrelétricas.

A captação de energia solar para finalidades de aquecimento sempre representa uma grande economia de custos. Grandes reduções de custos já foram alcançadas com a massificação da produção de painéis fotovoltaicos de geração de energia. Espera-se que da aplicação da nanotecnologia resultarão inovações. A geração fotovoltaica tem a vantagem da possibilidade da instalação extremamente descentralizada de energia elétrica, até nos próprios pontos de consumo. Um exemplo é a instalação nos telhados das residências. Esta possibilidade revoluciona a gestão das redes de distribuição, configurando as “redes inteligentes”. Os domicílios então vendem “energia excedente” e compram energia quando o consumo esgotar a energia armazenada em acumuladores. A redução do consumo de energia propiciado pelos desenvolvimentos na tecnologia de iluminação, pelo aumento da eficiência dos eletrodomésticos e a arquitetura – redução de consumo no condicionamento – favorece a adoção da “auto-geração” pelos consumidores. A geração descentralizada também se aplica a sítios isolados e para favorecer contingentes rurais na base da pirâmide social, como promove o governo indiano.

A energia solar também pode ser captada por concentração térmica através de espelhos e geração de energia com turbinas a vapor convencionais. Existem instalações experimentais com diversas configurações. Um plano futurístico prevê que uma parcela significativa da demanda por energia elétrica da Europa seria gerada na África e transmitida por linhas de extra-alta tensão submarinas. A acumulação de energia ainda está sendo aperfeiçoada.

Metas da mudança de Matrizes Energéticas.

A meta ambiciosa da configuração do suprimento de energia – da Matriz Elétrica – é a geração elétrica – quase – total com fontes renováveis. Os potenciais globais ultrapassam a demanda. Em combinação com a divulgação dos acionamentos elétricos e híbridos, que está iniciando, espera-se alcançar uma redução das emissões de GEE para níveis compatíveis com a capacidade de seqüestro da natureza.

Atualmente, todos os prognósticos sobre a futura composição das Matrizes Energética são especulações constantemente revistas diante dos velozes desenvolvimentos tecnológicos e da crescente disposição para investimentos na geração com fontes de energia renováveis e nos recursos de racionalização do consumo. Segundo Lester R Brown em Plan B 3.0 toda a energia elétrica consumida nos Estados Unidos – o segundo maior emissor de GEE – nas indústrias, nos domicílios e pelos veículos automotivos poderia ter origem eólica e solar. No Brasil, também um grande emissor em função dos desmatamentos, esta meta seria mais fácil de ser realizada, terminando-se os desmatamentos. Na Europa as condições são menos favoráveis, mas as projeções de políticas energéticas prevêem reduções drásticas de emissões até meados deste século. A China é, atualmente, o maior emissor de GEE, mas também empenha os maiores investimentos na geração eólica e solar. Em data recente, pela primeira vez o investimento em energias limpas superou o investimento e geração com recursos fósseis.

Conclusões.

O suprimento de energia sem emissões de GEE não representa um impedimento técnico à realização da Situação Sustentável.

O desenvolvimento das Matrizes Energéticas das sociedades é objeto de projetos públicos e, portanto, do Desenvolvimento Sustentável Projetado. Os mais notáveis exemplos atuais acontecem na China, na Grã Bretanha e na Alemanha.

Problemas das Mudanças Climáticas

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Problemas das Mudanças Climáticas.

O mais discutido dos Problemas Ambientais é o das Mudanças Climáticas. É o que tem as maiores e as mais graves conseqüências sobre as condições de vida futuras de todas as espécies na Terra de forma global.

Causas e reações.

O efeito antrófico nas Mudanças Climáticas resulta da poluição da atmosfera por gases causadores do efeito estufa – GEE. Com o aumento da concentração de tais gases na atmosfera, principalmente o gás carbônico – CO2 – e o metano – CH4 – fração crescente dos raios infravermelhos refletidos pela Terra para o espaço, é refletido de volta, resultando em aquecimento. Desde que a humanidade passou a utilizar em grande escala os combustíveis fósseis na geração de energia, nos transportes e no aquecimento doméstico – primeiro do carvão mineral, depois petróleo e o gás natural – as emissões de GEE superam a capacidade de sequestro da natureza e a sua concentração aumenta. Desde a Conferência conhecida como Rio 92 discutem-se os esforços que cada país haveria empregar para reduzir as emissões, assim limitando a concentração num nível máximo para que o aquecimento global não ultrapasse 2oC, considerados toleráveis.

A próxima reunião, programada para junho de 2015 em Paris, será a vigésima Conference of Parts, ou COP 20. O objetivo será formalizar compromissos de reduções de emissões de GEE pelos participantes na continuação das primeiras metas acordadas no Protocolo de Kyoto de 1995.

Durante o período desde 1992 houve fortes resistências à aceitação de compromissos. Alegaram-se dúvidas quanto efeito das ações humanas nas Mudanças Climáticas até que as simulações realizadas pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas – IPCC – publicadas comprovaram o fenômeno de forma insofismável 2 ( 2 > Situação Sustentável e Responsabilidade – Referências , Ensaio VII). Degelo de geleiras e nos pólos, o aumento da incidência de tufões e mudanças de regimes de chuvas contribuíram para sedimentar as percepções das Mudanças Climáticas.

A segunda causa do aumento da concentração de GEE na atmosfera é a destruição de florestas – desflorestamento. ( > Problema das Florestas) Não só a queima da matéria orgânica acumulada na vegetação, mas também a exposição do solo são fontes de emissões. O Brasil tem sido um dos maiores poluidores da atmosfera por desflorestamentos. Ainda hoje se desflorestam por ano áreas equivalentes a de um quadrado com 70 km de lado, só na Floresta Amazônica.

A terceira causa do aumento da concentração de GEE na atmosfera é a agricultura e a pecuária. Melhores técnicas de cultivo, aplicação melhor dirigida de adubos e defensivos poderão reduzir significativamente estas emissões.

A redução das emissões de GEE implica na substituição dos combustíveis fósseis na geração de energia, nos transportes, no aquecimento doméstico e industrial e na terminação dos desmatamentos. Alguns países importantes emissores temeram que tais mudanças causariam dificuldades econômicas, por perda de competitividade, de ocupação e de desenvolvimento.

Por isso o Brasil negou ações para a finalização dos desmatamentos da Floresta Amazônica, que o posicionava entre os quatro maiores emissores de GEE, como se o desmatamento fosse vital para o desenvolvimento econômico e social. A China e os Estados Unidos, os dois maiores poluidores da atmosfera, não assinaram o Protocolo de Kyoto. Mas a Alemanha e a Inglaterra se empenharam na transformação de suas matrizes energéticas e cumpriram os compromissos assumidos.

Da Situação Atual e da disponibilidade de tecnologias “limpas”.

Hoje, em 2015, a Alemanha opera com 20% da energia de fontes renováveis – solar, eólica e biomassa – na matriz energética e liderou no estabelecimento da geração eólica e da geração fotovoltaica. A China já instalou 35 GW em painéis fotovoltaicos e os Estados Unidos 17,5 GW, através de um forte programa de subsídios. A China assumiu também a liderança na instalação de geração eólica e na captação de energia solar para aquecimento. A Índia desenvolve um projeto de geração fotovoltaica para beneficiar uma grande massa de pobres rurais.

Apesar da construção de instalações pioneiras de geração solar por concentração com diversas configurações, esta tecnologia tem se difundido em ritmo lento. Existe a visão de uma instalação maciça no norte da África e transmissão para a Europa onde contribuiria com 15% da demanda.

Segundo Lester R. Brown em Plan B 2.0, Plan B 3.0 e Plan B 4.0, toda a energia consumida nos Estados Unidos poderia ser suprida por fontes renováveis, inclusive a necessitada pelos transportes. O recente desenvolvimento dos acionamentos elétricos e híbridos para automóveis sugere confirmar esta afirmação. Mesmo o consumo de combustível dos veículos com motores de explosão vem diminuindo gradativamente. A eficiência energética [PIB/kWh] das economias tem aumentado, tanto que o consumo de energia na Alemanha diminuiu apesar do aumento da produção.

Do Desenvolvimento.

Constata-se que a cena das emissões de GEE teve uma evolução significativa desde os anos 1992/5. Mas ainda é imprevisível quando se conseguirá estabelecer o equilíbrio entre emissões e seqüestros de GEE. Em tese as fontes renováveis de energia podem substituir integralmente as fontes fósseis – carvão, lignito, petróleo e gás. Por enquanto a concentração de GEE na atmosfera ainda esteve aumentando. 2014 foi o primeiro ano de estabilização das emissões. Recentemente a colocação em operação de instalações de geração de energia utilizando fontes renováveis pela primeira vez superou o início de geração com fontes fósseis.

O desempenho da Responsabilidade pelas condições de vida da humanidade, a rigor, significa que cada sociedade empenhe os recursos a seu dispor da melhor forma possível. No entanto, uma mobilização para a salvação da humanidade de forma semelhante da mobilização dos Estados Unidos para a Segunda Guerra Mundial parece ser uma utopia de Lester Brown. Haveria de emergir uma sensação de desastre global iminente. Em termos lógicos os recursos existem. Basta considerar os empenhos na produção de armamentos, que são verdadeiros desperdícios.

Contribuições do Brasil.

É difícil apontar um país que possa contribuir tanto, com maior facilidade, em menor prazo e com ganhos econômicos para a redução dos riscos das Mudanças Climáticas como o Brasil. A terminação dos desflorestamentos é realizável de imediato, ou seja, num prazo de três anos. A expansão da geração eólica pode ser promovida num ritmo de 3.000 MW por ano sem dificuldades, oferecendo ocupação industrial. O retorno ao estímulo da produção de etanol reduziria a poluição nos transportes de imediato. A difusão do biodiesel será mais demorada. Acoplada á produção de etanos aumentaria a cogeração com biocombustível. O potencial deste recurso corresponde aos 12.000 MW da usina de Itaipu. Extensos projetos de reflorestamento e de recuperação de bacias hidrográficas, como a do rio São Francisco, absorveriam uma parte da população pobre subocupada, que não chega a ser representada nas estatísticas. Aumentar-se-ia dessa forma o sequestro de carbono/GEE. As florestas podem ser industriais ou de recuperação. Os retornos econômicos das primeiras se dão em prazos aceitáveis para investidores privados. A produção de “aço verde” empregando carvão vegetal na redução poderá substituir parte da exportação de minérios. Florestas de recuperação de vegetação nativa podem ser enriquecidas com espécies de madeira nobre com ciclos de colheita de duas a três décadas.
É evidente, que tais ações independem de acordos internacionais.