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Mudança da Matriz Energética. – Parte I: Benchmark Alemanha

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Aspectos de exemplo de Mudança de Matriz Energética:  Energiewende da Alemanha.

Parte I:  Configuração de um benchmark.

 Introdução.

O progresso na transformação da matriz energética na Alemanha e as dificuldades enfrentadas são acompanhadas com interesse pelos demais países porque a Alemanha arrojou se adiantar e manteve por algum tempo uma liderança no desenvolvimento e na implantação da tecnologia da geração eólica, em conjunto com a Dinamarca, e da energia solar, que incentivaram seguidores no âmbito global.  A Alemanha cumpriu os compromissos do Protocolo de Kyoto.  Atualmente executa uma Política que deve ser entendida como um exemplo de Projeto de Mudança da Matriz Energética, ou Projeto de Desenvolvimento Ambiental Sustentável, como descrito a seguir:

Metas:                                                                                                                                              –  Redução de emissões de gases causadores do efeito estufa – GEE – no mínimo em 80% em relação a 1990, se possível em 95% em 2050.                                                                           –  Manutenção dos custos de energia elétrica próximo ao nível atual.                                        –  Em 2050, 80% do consumo de energia deverá ser provido por fontes renováveis.

 Abordagens:                                                                                                                                 –  Implantação da geração com fontes renováveis de energia em substituição às fontes fósseis carvão, petróleo e gás natural com simultânea eliminação da energia nuclear.  As principais fontes de energia renovável são eólica, tanto on-shore como off-shore, e solar, principalmente fotovoltaica.  Espaço para bioenergia e geotermia.                                             –  Aumento da eficiência energética na economia de forma a consumir em 2050 a metade da energia consumida em 2008, apesar de um crescimento da economia.

 Expectativa:                                                                                                                                  –  A Alemanha deverá ter uma das economias com mais alta eficiência energética e proteção do meio ambiente e ao mesmo tempo com competitividade reforçada.                    –  Em 2020 a Alemanha deverá ter um mercado e uma produção líder em veículos com acionamentos elétricos.  Deverá também ocupar uma posição de liderança na técnica e na fabricação de baterias – acumuladores – e células de energia.                                                     –  40 % do consumo de energia e 30 % das emissões de CO2 são causados nos prédios, por exemplo pelo aquecimento no inverno.  Em 2050 estas emissões devem estar eliminadas.  Isto significa que o consumo nos prédios precisa ser reduzido e estarem instaladas técnicas baseadas em energia renovável.                                                                                                           –  Terminação da dependência de importação de combustíveis fósseis.

Método:                                                                                                                                          –  Condução de um Projeto combinando metas, legislação, monitoramento, e incentivos / subsídios a investimentos além de condições para um desenvolvimento difuso.                      –   Intensiva atividade de consultoria para a redução do consumo de energia.                          –  Projeto nacional de desenvolvimento do sistema de transmissão de energia.                      –  Particular atenção no equilíbrio do sistema elétrico.                                                                  –  Pesquisa no campo de armazenamento de energia, sistema de rede, energias renováveis, sistemas de distribuição inteligentes etc.

 

Situação em início de 2015:                                                                                                     –  A implantação da geração com fontes renováveis criou 371.000 empregos.                       –  Em 2014 investiram-se 18,8 bilhões de Euros em energias renováveis.                                 –  Em 2014 investiram-se 44 bilhões de Euros em saneamento de imóveis.                              – Estima-se que em 2015 se investiram adicionais 6,5 bilhões de Euros em medidas para a redução do consumo de energia.                                                                                                          –  Em 2013 houve uma economia na importação de combustíveis fósseis de 9,1 bilhões de Euros.                                                                                                                                                         –  Redução do consumo total de energia em calor/aquecimento, energia elétrica e combustíveis em 12,4%.                                                                                                                        –  Capacidade instalada de geração com fontes renováveis no nível de 80 GW, dos quais 30 GW eólicos.  Há aproximadamente 1,4 milhões de instalações fotovoltaicas, somando 40 GW instalados.  10 GW instalados se dividem entre instalações hidrelétricas, bioenergéticas e geotérmicas.                                                                                                              –  O programa de saneamento de prédios já alcançou 3,7 milhões de domicílios, desde 2006, tendo-se investido 187 bilhões de Euros.  O programa garante 2,5 milhões de empregos.

 —  das circunstâncias:                                                                                                           Em cada país, sociedade, a redução das emissões de GEE, que é a motivação dos esforços para as mudanças das matrizes energéticas, está relacionada e condicionada às circunstâncias econômicas, ambientais e sociais vigentes.  Na Alemanha:                               –  A situação econômica é de baixo crescimento do PIB, pratica-se uma política fiscal de equilíbrio orçamentário, os juros básicos são baixos ao nível da inflação entre 1% e 2%, a situação de ocupação é de pleno emprego, a situação social com 80 milhões de habitantes é de satisfatório funcionamento dos serviços sociais e a ocorrência de pobreza insignificante – IDH acima do 0,9 (muito alto).  A condição de vida nas zonas rurais é comparável com as condições nas cidades.  As distâncias são curtas.                                        –  A balança comercial da Alemanha é positiva, com exportação de produtos industriais de reconhecida qualidade e importação de combustíveis e alimentos.                                             –  Vegetação original de floresta temperada, hoje sendo parcialmente recuperada, mas predominantes florestas industriais.                                                                                                  –  A política de mudança da matriz energética conta com o apoio e mesmo o interesse da sociedade.  O fechamento das usinas nucleares resulta de reivindicações da opinião pública.  O progresso na redução de emissões de CO2 é atentamente observado.  Existe um Partido Verde que já participou de uma coalizão de governo.

Com as reservas devidas ao tema, pode-se afirmar que a Alemanha está próxima da Situação Sustentável nas dimensões social e econômica.

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Mudança de Matriz Energética. – Parte II: Comparação com seguidores – Brasil.

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Parte II:  Comparação com seguidores.                                                                               Lições para um correspondente desenvolvimento da Mariz Energética no Brasil.

Diferenças fundamentais / Situação em início de 2015:                                              –  A Alemanha partiu de base de suprimento de energia por combustíveis fósseis – carvão, petróleo e gás natural – e aproximadamente 20 % de energia nuclear a ser totalmente reformada.  No Brasil aproximadamente 50% da energia consumida é de origem hídrica, supostamente “limpa”.  Aproximadamente 70% da energia elétrica é gerada em centrais hidrelétricas. E existe um potencial de produção de biocombustíveis para veículos, que pode ser mais bem explorado.  O etanol é misturado à gasolina na ordem de 20% e a grande maioria dos automóveis novos têm tecnologia flex.                                                          –  Hoje, em fim de 2015, a capacidade de geração instalada no Brasil está por volta de 140 GW.  O potencial de energia eólica é estimado da mesma ordem de grandeza.  O potencial de energia solar fotovoltaica supera 300 GW.  O potencial de energia elétrica produzida em cogeração com bagaço de cana é comparável à potência da usina hidrelétrica de Itaipu com 14 GW.  A parcela explorada está por volta de 1,5 GW.                                                         –  No Brasil não existem problemas com o armazenamento de energia eólica e solar temporariamente gerada em excesso, pois o despacho das usinas hidrelétricas pode ser regulado acumulando água nos reservatórios, usualmente com baixos níveis.                        –  No Brasil não existem os problemas de distribuição de energia causados pela calefação durante o inverno.                                                                                                                                   –  Mas no Brasil há e continuará havendo uma agricultura e uma pecuária poluidora de muito maior envergadura.

 —  das circunstâncias (2015):                                                                                                  –  Situação econômica de crise de crescimento com redução do PIB, grande déficit fiscal, nível de desemprego de 10% nas principais zonas urbanas, 60% da população de 210 milhões de habitantes com renda familiar de até três salários mínimos e estimados 40 milhões de pobres com renda de até 1,9 US$/dia.  80% da população – 168 milhões – está urbanizada; dos outros 42 milhões cerca de 15 milhões vivem na Floresta Amazônica, principalmente de extrativismo.   O sistema de educação e de saúde são precários.   O saneamento básico está deficiente.                                                                                                     –  A balança comercial do Brasil tem se mostrado positiva, com as principais exportações sendo minérios e, principalmente, commodities agrários e carnes.  Em 1980 o Brasil produzia 50 milhões de toneladas de grãos e importava feijão; em 2015 chega perto de produzir 200 milhões de toneladas,alcançando a posição de segundo produtor mundial de alimentos.                                                                                                                                                 –  As distâncias no Brasil são longas, sendo este um dos fatores causadores de problemas estruturais logísticos para transportes para a transmissão de energia.                                      –  O Brasil abriga grandes extensões de biomas com grande biodiversidade, em parte ainda mal conhecida:  A floresta Amazônica, a floresta Atlântica e o Cerrado merecem particular destaque.  Da floresta Atlântica restam cerda de 8%, constantemente ameaçados.  Do Cerrado 40% já foi ocupado pela agricultura e pela pecuária, tendo apenas uma parcela de 5% protegidos por lei.  A floresta Amazônica cobria mais de 50% do território nacional; hoje cerca de 20% estão desmatados, o desmatamento progride a taxas de 5.000 km2 por ano, para a conversão em pastos, assim como continua o extrativismo de madeiras.  Esta destruição não traz vantagens para o desenvolvimento econômico e não contribui para a redução da pobreza.                                                                                                 –  Não foram formulados ainda Projetos para o Desenvolvimento Sustentável Regionais, que tratassem coordenadamente o desenvolvimento econômico, no que ficaria inserido a Matriz Energética, o desenvolvimento ambiental e o desenvolvimento social.  Existe um Plano Nacional de Energia, que precisa ser atualizado com finalização de obras de usinas hidrelétricas e longas linhas de transmissão na Região Amazônica.                                           –  Com facilidade o Brasil pode ocupar uma posição de liderança na produção de biocombustíveis em consequência da coprodução com açúcar e energia elétrica.                   –  Tanto a política energética, como os problemas de devastação ambiental, como a continuada presença de pobreza urbana, rural e nas florestas não mobilizam a sociedade (ainda?).  Atualmente as atenções estão presas ao mau desempenho do governo na condução da economia, ao desemprego e aos escândalos de corrupção.

 Consequências básicas:                                                                                                            –  Como a expansão da geração eólica e solar pode ser muito rápida – mais de 3 GW por ano -, as usinas térmicas poderiam ser desativadas em breve, supostamente num prazo de cinco anos, supondo que os sistemas de transmissão e distribuição sejam adequados simultaneamente.  Principalmente a geração fotovoltaica, mas também a geração eólica e a cogeração, estarão situadas próximas, se não nos consumidores, dispensando o investimento em linhas de transmissão de longa distância, com suas perdas de energia.     –  Conjuntamente, a desativação de usinas termelétricas operando com fontes fósseis e incentivos aos biocombustíveis para veículos poderiam reduzir as emissões de GEE do Brasil em cerca de 30%, até 2025.  Então os veículos com acionamentos elétricos já estarão no mercado.                                                                                                                                             –  Com estas perspectivas a oferta de energia no Brasil seria farta.  Os investimentos em usinas hidrelétricas na região amazônica serão absolutamente supérfluos, inclusive as linhas de transmissão aos centros de consumo no Sudeste.  Isto significa que a Política Energética do Brasil – PNE: Plano Nacional de Energia – haveria de ser reformulada.

–  Procedimentos de redução do consumo de energia, ou seja, de aumento de eficiência energética somariam neste cenário positivo, contribuindo com economias na ordem de 20 a 30 GW num prazo de dez anos.

Perspectivas para a redução das emissões de GEE no Brasil: [metas possíveis] Considerando que o cenário de geração e consumo de energia acima descrito configura uma matriz energética “verde” ou “limpa” e                                                               considerando que os desflorestamentos podem e devem ser terminados num prazo de até cinco anos, sendo que contribuem ainda com um terço do total de emissões de GEE, conclui-se que até 2025 as emissões poderão ser reduzidas em dois terços, ou seja, a um terço do nível atual, sem requerer grandes esforços ao erário público e ainda propiciando numerosas oportunidades de trabalho, em todos os níveis da pirâmide social, principalmente nos inferiores, em projetos de recuperação florestal.                                   Este seria o resultado previsível de um Projeto para o Desenvolvimento Sustentável consistente, do qual a configuração da Matriz Energética é uma parte.                                    O terço faltante da redução de emissões de GEE estaria no setor da agricultura e da pecuária além da gestão de resíduos.  Por conta desses poluidores é razoável admitir que restem emissões não mitigáveis, mas talvez sequestráveis por reflorestamentos de recomposição de biomas e industriais. Então 90 % de redução das emissões de 1.500 GtCO2eqiv atuais poderiam ser realizadas até 2035 ou 2040, quer dizer antes da Alemanha alcançar uma meta equivalente.

 

 

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Meta de emissões de GEE Zero em 2030 para o Brasil.

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CANADA’S 100-PER-CENT RENEWABLES SCENARIO (2050)
Energy mix:
Solar: 21.2 per cent
Onshore wind: 37.5 per cent
Offshore wind: 21 per cent
Wave energy: 2 per cent
Geothermal: 1.9 per cent
Hydroelectric: 16.2 per cent
Tidal turbine: 0.2 per cent
Job creation impact: 293,000 construction jobs; 463,000 full-time operation jobs
Avoided health costs per year: $107.6-billion
Avoided pollution deaths per year: 9,598
Source: Stanford University
Comentário: Se para o Canadá, que hoje depende do carvão mineral e do petróleo para sua indústria, transportes e consumo doméstico 100% de provisão por energia renovável até 2050 seria possível, até mesmo sem contar com bioenergia, para o Brasil, que já tem uma matriz energética com perto de 50% de energia renovável hoje, os 100% não seriam factíveis até 2030?
Considerando o imperioso Desmatamento Zero Já – em três anos, no máximo cinco anos – e outros avanços paralelos na agropecuária e no saneamento, a meta de emissões de GEE nulas em 2030 seria alcançável. Mas o governo se omitiu na COP 21 em Paris, sendo secundada pelas ONGs que se dizem ambientalistas.

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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.

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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.

Categories: Problemas no Desenvolvimento Econômico Sustentável

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