UNIVERSIDADE CÂNDIDO MENDES – UCAM

USINAS TERMELÉTRICAS NO BRASIL COMO FONTE ALTERNATIVA DE GERAÇÃO DE ENERGIA

ALUNA : Andréia Morais Capilé de Souza

PROFESSOR : Fabiana

RIO DE JANEIRO, SETEMBRO, 2002

Agradeço a todos que contribuíram para a elaboração deste trabalho. Ao orientador pelo empenho para, da melhor forma, expressar dúvidas e chegar a conclusões.

A meu marido e meu filho pelo carinho e apoio de sempre.

SUMÁRIO USINAS TERMELÉTRICAS NO BRASIL COMO FONTE ALTERNATIVA DE GERAÇÃO DE ENERGIA Introdução.............................................................................................................................04 1 – História da Energia Elétrica............................................................................................07 1.1 – O início dos investimentos no Brasil...........................................................................09 2 – Energia Elétrica no Brasil...............................................................................................15 3 – Geração de Energia Elétrica............................................................................................18 3.1 – Usinas Geradoras.........................................................................................................19 3.2 – Como se produz energia..............................................................................................20 3.3 – Opções de Geração Elétrica Disponíveis.....................................................................22 Conclusão..............................................................................................................................27 Referências Bibliográficas....................................................................................................31

Introdução

As usinas termelétricas passaram a ganhar força no País, principalmente em virtude

da evolução tecnológica, do crescimento da malha de gasodutos e da maior facilidade em se

adquirir o gás natural, combustível principal desse tipo de unidade geradora.

O processo de outorga passou, no ano de 1999, por uma ampla reestruturação.

Reestruturação esta que vislumbrou a adoção de critérios mais simplificados e a agilização

da emissão do ato sem colocar em risco o fator qualidade. Substituiu-se a antiga e

demorada aprovação do projeto por requisitos de habilitação

Esta pesquisa hipotetisa que desde as primeiras centrais de geração até hoje, muito se

evoluiu em termos tecnológicos, adotando-se diversas alternativas de geração de energia :

geração térmica a vapor, a gás, a carvão, à óleo combustível, geração hidráulica, geração

nuclear e geração eólica, entre outras.

Uma hidrelétrica é muito segura, mas uma termelétrica não depende de chuva.

Todo o mercado de energia elétrica precisa estar conectado em face dos benefícios

econômicos que isto proporciona, tais como redução da demanda de ponta agregada do

sistema; redução nos custos de construção das centrais; redução dos custos operacionais;

maior eficiência no consumo de combustível; otimização do despacho de energia; melhoria

na qualidade do sistema; maior confiabilidade e estabilidade do sistema e uniformização de

normas técnicas.

Uma usina termelétrica tem sua montagem e início de operação em pouco tempo. O

uso do gás natural é mais barato e não deixa resíduos, sendo a melhor opção como

combustível. São instaladas próximas aos centros de consumo de energiae podem obter

financiamentos com mais facilidade.

O objetivo desta pesquisa é promover uma abordagem da importância das Usinas

Termelétricas como fonte geradora de energia alternativa, pois o investimento inicial para

construção de uma unidade hidréletrica é muito superior ao de uma unidade termelétrica.

Normalmente, desapropriam-se terras, pagando-se indenizações e faz-se assentamento da

população que é removida das áreas que sofrerão alagamento, além de produzir um grande

impacto na fauna, flora e clima.

O tempo de construção de uma hidrelétrica é muito maior que o tempo de montagem

de uma termelétrica convencional.

Usinas Termelétricas a gás são menos agressivas ao meio ambiente por não

produzirem resíduos de combustão e economicamente atraentes por ser o gás mais barato

que o óleo e o carvão.

As termelétricas têm a seu favor menor investimento inicial, menor prazo de

execução do projeto, localização próxima aos mercados (centros de carga) e operação

contínua, independente das condições hidrológicas.

A população alvo desta pesquisa foca os empresários e profissionais do setor elétrico

que buscam novas alternativas para a geração de energia.

O presente trabalho monográfico está estruturado em 04 capítulos, sendo o primeiro

capítulo a abordagem de “História da Energia Elétrica”, “Energia Elétrica no Brasil”,

“Geração de Energia Elétrica”, “Dependência Energética”.

1 - História da Energia Elétrica

Desde os primórdios, quando o homem aprendeu a usar o fogo como fonte de calor e

luz a ciência evoluiu muito até chegar na energia elétrica. Durante o século XIX as

lamparinas de azeite e de óleo evoluíram para lampiões de acetileno, culminando com as

lâmpadas incandescentes, mantidas por uma corrente elétrica.

O político e inventor Benjamin Franklin (1706-1790) é tido como o descobridor da

eletricidade, mas na verdade os antigos egípcios já a conheciam e até desenhavam peixes

elétricos nas tumbas. Os gregos também registraram a força produzida pelo atrito do âmbar

com a pele. Chamaram esse efeito de eletron.

Porém, se a chuva não era conhecida até o dilúvio, que aconteceu nos dias de Noé,

esta foi a primeira oportunidade de oito seres humanos presenciarem um efeito elétrico sem

precedentes.

Franklin, entretanto, deu um passo decisivo para controlar essa força da natureza. Em

1751, demonstrou que o eletron era irmão daquelas descargas elétricas das tempestades.

Além disso, propôs a existência de dois tipos de eletrons, a positiva e a negativa, que se

repelem e se atraem.

Depois, criou um método para atrair eletricidade dos raios: adaptou no alto de um

edifício uma vareta de metal conectada por um fio à terra por onde a energia seria

descarregada. Inventou o pára-raios.

Mais ou menos na mesma época, o italiano Alessandro Volta (1745-1827) produziu

pela primeira vez uma fonte prática de eletricidade, a pilha, feita de metais e ácidos. Com

ela, venceu uma grande controvérsia científica com o amigo Luigi Galvani (1737-1798),

que acreditava que a energia só poderia ser produzida a partir de elementos biológicos.

Galvani realizava experiências cutucando sapos com hastes de metal.

Já em 1831 tanto Michael Faraday, no Reino Unido, como Joseph Henry, nos Estados

Unidos, demonstraram, cada um a seu modo, mas ao mesmo tempo, a possibilidade de

transformar energia mecânica em energia elétrica através de experimentos com campos

magnéticos. Faraday inventou o primeiro motor elétrico, uma máquina onde a interação do

campo magnético gera uma corrente elétrica.

O gerador de Faraday produzia corrente contínua à partir de um disco de cobre que

girava no campo magnético formado pelos pólos de um imã de ferradura. Henry obteve

corrente alternada valendo-se de um gerador com imãs e enrolamento de fio numa

armadura de ferro.

Somente cerca de 50 anos depois das experiências de Faraday e Henry foram obtidos

geradores comercialmente aproveitáveis. Tais conquistas devem-se às contribuições de

Thomas Edison, Edward Weston, Nikola Tesla, John Hopkinson e Charles Francis Brush.

O trabalho conjunto desses inventores e processos conduziram à invenção da lâmpada

elétrica por Thomas Edison (1870) e a construção da primeira central de energia elétrica

com sistema de distribuição (1872) contribuindo para a instalação da indústria do setor

elétrico no fim do século XIX.

A fase inicial desta indústria foi marcada por debates quanto a alternativa tecnológica

a ser adotada, a de corrente contínua ou a de corrente alternada.

Thomas Edison defendia a geração em usinas de pequeno porte voltadas a atender

mercados locais enquanto Westinghouse propunha a construção de centrais de grande porte

e o transporte da energia gerada até os mercados locais utilizando redes de distribuição. O

transporte da energia elétrica de então se dava em baixa voltagem, o que provocava

elevadas perdas de energia, encarecendo o custo do transporte em função da distância.

A utilização da corrente alternada ofereceu a alternativa tecnológica de elevação da

tensão para o transporte e sua posterior redução para o consumo, reduzindo,

consequentemente, as perdas no transporte bem como maior cobertura geográfica do

fornecimento de energia elétrica, incrementando sua demanda e possibilitando economias

de escala na geração de energia.

Em termos tecnológicos, a geração de energia a dínamo que produzia corrente

contínua foi substituída pela corrente alternada gerada à partir de turbinas a vapor cujas

inovações nas áreas de caldeiraria resultaram na elevação da temperatura e da pressão do

vapor utilizados nas turbinas, o que gerou ampliação de escala e melhoria no rendimento

térmico das centrais elétricas reduzindo custos de geração.

1.1 - O início dos investimentos no Brasil

Tudo começou com a visita do brasileiro Américo de Campos ao Canadá, em 1896.

Em Montreal, o rapaz conhece a família do engenheiro Francesco Gualco, ex-capitão da

Real Marinha Italiana. De volta ao Brasil, Américo convida os novos amigos canadenses

para visitarem São Paulo. O engenheiro Francesco Gualco vem a São Paulo e é apresentado

a Antônio Augusto de Souza, sogro de Carlos, irmão de Américo.

Antônio Augusto de Souza estava interessado em estabelecer um serviço de

transporte movido a energia elétrica. Souza se empolga com os conhecimentos de Gualco,

que demonstra estar bem familiarizado com os trolleys da América do Norte e Europa.

Logo, os dois fundariam a Gualco & Souza Incorporadores, associados também a

Américo e Carlos de Campos.

Depois de obter junto à Câmara Municipal as concessões para o serviço de transporte

e fornecimento de energia elétrica à Cidade de São Paulo e arredores, Francesco Gualco

parte para os Estados Unidos e Europa em busca de suporte financeiro para a empreitada.

Não consegue nada e retorna ao Canadá. Lá, o engenheiro de Nova York, Frederick Stark

Pearson se interessa pelo projeto e convence seus sócios canadenses comandados pelo

capitalista William Mackenzie, a investirem no Brasil.

No começo de 1899, a Gualco & Souza negocia suas concessões para o grupo

canadense e, em 07.04.1899, nasce em Ontario a São Paulo Railway, Light and Power

Company Limited.

Três meses depois, a 17 de julho, a empresa obtem do presidente Campos Sales

autorização para funcionar no Brasil, já então sob a denominação de São Paulo Tramway,

Light and Power Company Limited.

Na manhã chuvosa do dia 7 de maio de 1900 milhares de pessoas acorreram ao Largo

de São Bento, no Centro da capital paulista, para ver o primeiro bonde circular pelos trilhos

da linha Barrafunda, movido por energia elétrica fornecida por uma usina a vapor.

Em agosto do ano seguinte, essa e outras linhas já utilizavam tração

gerada pela Usina Hidrelétrica de Parnaíba, construída pela São Paulo

Tramway e inaugurada em 23.09.1901.A usina de 2 MW, impulsionada pelas águas

da Cachoeira do Inferno, situada na cidade de Parnaíba, a 33 km da capital, serviria para

movimentar a malha de bondes e levar luz elétrica até os bairros de Santana, Penha e Água

Branca.

Em 1904, Alexander Mackenzie, sobrinho de William Mackenzie, iniciou contatos

visando estabelecer, no Rio de Janeiro, um empreendimento similar ao de São Paulo.

Naquela época o Distrito Federal tinha menos de 800 mil habitantes, vivendo em

bairros praticamente isolados, sem iluminação adequada e com saneamento precário ou

inexistente. Havia um serviço limitado de bondes elétricos, atravessando o Centro,

Flamengo, Botafogo, Laranjeiras, Jardim Botânico, Santa Teresa, Engenho Novo e Vila

Isabel. Os demais eram puxados por animais e não atendiam as zonas suburbanas e rurais.

A partir de sua instalação no Rio de Janeiro em 1905, a Rio de Janeiro Tramway,

Light and Power Company Limited começou a introduzir equipamentos de geração e

distribuição elétrica, de iluminação e tração, de telefonia e gás.

A 4 de dezembro de 1899, o então prefeito do Distrito Federal assinou decreto

autorizando William Reid & Cia. a instalar uma ou mais usinas de energia elétrica, gerada

por força hidráulica, no Rio, e a 20 de maio de 1905 esses direitos foram transferidos a

Alexander Mackenzie.

O contrato assinado entre a Prefeitura do Distrito Federal e Alexander Mackenzie era

ainda o mesmo até a década de 70 a regular as relações entre o Estado da Guanabara e a

Light - Serviços de Eletricidade S.A.

A 16 de outubro de 1905, Mackenzie assinou um termo, transferindo os seus direitos

a "Rio de Janeiro Tramway Light and Power", empresa que em 30 de maio daquele ano

fora autorizada pelo então presidente Rodrigues Alves a funcionar no país.

Faltava à Light, entretanto, a concessão de distribuição de energia elétrica, que só

veio através do controle acionário da “Société Anonyme du Gaz” que tinha o privilégio da

iluminação da cidade, a gás e a eletricidade, de acordo com o contrato assinado com a

Prefeitura do Distrito Federal, em 27 de novembro de 1909.

Poucos meses depois de receber a autorização para funcionar no país, a Light assumiu

o controle acionário da Société Anonyme du Gaz, fazendo dela um departamento. Das mil

ações emitidas pela SAG, a Light adquiriu 99%.

Dois anos antes do término da concessão, em 1943, com o mundo ainda

convulsionado pela Segunda Guerra Mundial e o próprio Brasil lutando na Europa, o

presidente da República assinou o Decreto n° 5.664, prorrogando a vigência da concessão,

por tempo indefinido. Mas a segurança do mercado cativo foi acompanhada de desinteresse

do capital estrangeiro.

A usina hidrelétrica de Furnas foi responsável pela retomada do equilíbrio entre a

oferta e a demanda de eletricidade na região Sudeste. Sua construção, iniciada em 1957,

veio atender à demanda das importantes áreas de concessão de São Paulo (Light e Amforp)

e da empresa estadual CEMIG, responsável por boa parte do consumo do Estado de Minas

Gerais. A capacidade instalada de FURNAS representava, à época, cerca de 75 % do total

da capacidade geradora instalada do grupo Light. Essa capacidade fora construída ao longo

de mais de cinqüenta anos de investimentos.

O mercado de energia elétrica experimenta um crescimento da ordem de 4,5% ao

ano, devendo ultrapassar a casa dos 100 mil MW em 2008. O planejamento governamental

de médio prazo prevê a necessidade de investimentos da ordem de R$ 6 a 7 bilhões/ano

para expansão da matriz energética brasileira, em atendimento à demanda do mercado

consumidor.

Algumas alterações devem ocorrer na estrutura dos investimentos em energia,

incluindo a instalação de centrais termelétricas a gás natural, que exigem prazos de

implementação e investimentos menores que as hidrelétricas.

As principais oportunidades de negócios no mercado de energia elétrica nacional estão

ligadas à oferta de novos empreendimentos de geração para exploração pela iniciativa

privada e à construção de linhas de transmissão, bem como à privatização de ativos de

sistemas de distribuição e de geração.

O sistema elétrico brasileiro apresenta como particularidade grandes extensões de linhas de

transmissão e um parque produtor de geração predominantemente hidráulica. O mercado

consumidor concentra-se nas regiões Sul e Sudeste, mais industrializadas. A região Norte é

atendida de forma intensiva por pequenas centrais geradoras, a maioria termelétricas a óleo

diesel.

Ao longo das últimas duas décadas, o consumo de energia elétrica apresentou índices

de expansão bem superiores ao Produto Interno Bruto (PIB), fruto do crescimento

populacional concentrado nas zonas urbanas, do esforço de aumento da oferta de energia e

da modernização da economia

As classes de consumo residencial, comercial e rural obtiveram expressivos ganhos

de participação, enquanto o segmento industrial teve participação menor neste crescimento,

principalmente pela utilização de tecnologias mais eficientes no uso final da eletricidade,

aliada às medidas de racionalização de consumo postas em prática especialmente na década

de 90

As usinas termelétricas passaram a ganhar força no País, principalmente em virtude

da evolução tecnológica, do crescimento da malha de gasodutos e da maior facilidade em se

adquirir o gás natural, combustível principal desse tipo de unidade geradora

O processo de outorga passou, no ano de 1999, por uma ampla reestruturação.

Reestruturação esta que vislumbrou a adoção de critérios mais simplificados e a agilização

da emissão do ato sem colocar em risco o fator qualidade. Substituiu-se a antiga e

demorada aprovação do projeto por requisitos de habilitação

Desde as primeiras centrais de geração até hoje, muito se evoluiu em termos

tecnológicos, adotando-se diversas alternativas de geração de energia : geração térmica a

vapor, a gás, a carvão, à óleo combustível, geração hidráulica, geração nuclear e geração

eólica, entre outras.

Uma hidrelétrica é muito segura, mas uma termelétrica não depende de chuva.

Todo o mercado de energia elétrica precisa estar conectado em face dos benefícios

econômicos que isto proporciona, tais como redução da demanda de ponta agregada do

sistema; redução nos custos de construção das centrais; redução dos custos operacionais;

maior eficiência no consumo de combustível; otimização do despacho de energia; melhoria

na qualidade do sistema; maior confiabilidade e estabilidade do sistema e uniformização de

normas técnicas.

Uma usina termelétrica tem sua montagem e início de operação em pouco tempo. O

uso do gás natural é mais barato e não deixa resíduos, sendo a melhor opção como

combustível. São instaladas próximas aos centros de consumo de energiae podem obter

financiamentos com mais facilidade.

O objetivo desta pesquisa é abordar a importância das Usinas Termelétricas como

fonte geradora de energia alternativa, pois o investimento inicial para construção de uma

unidade hidréletrica é muito superior ao de uma unidade termelétrica. Normalmente,

desapropriam-se terras, pagando-se indenizações e faz-se assentamento da população que é

removida das áreas que sofrerão alagamento, além de produzir um grande impacto na

fauna, flora e clima.

O tempo de construção de uma hidrelétrica é muito maior que o tempo de montagem

de uma termelétrica convencional.

Usinas Termelétricas a gás são menos agressivas ao meio ambiente por não

produzirem resíduos de combustão e economicamente atraentes por ser o gás mais barato

que o óleo e o carvão.

As termelétricas têm a seu favor menor investimento inicial, menor prazo de

execução do projeto, localização próxima aos mercados (centros de carga) e operação

contínua, independente das condições hidrológicas.

2 - Energia Elétrica no Brasil

A trajetória brasileira decorre de iniciativas do meio do século XIX, com o carvão

mineral importado se constituindo como fonte de energia para transportes, algumas

indústrias e iluminação.

Tivemos um governante, D. Pedro II, que foi um homem bastante interessado nos

avanços científicos de seu tempo e na posição que ocupava tratou de fazer com que estas

descobertas também aportassem no Império do Brasil.

Em 1879 D. Pedro II concede a Thomas Edison o direito de introduzir no Brasil

processos e aparelhos para a geração de eletricidade. Naquele ano foi inaugurada a

iluminação da Gare da Central do Brasil, à época Estrada de Ferro D. Pedro II.

Entre 1879 e 1890 várias instalações de pequeno porte foram feitas para a geração e

utilização de energia elétrica (UH Ribeirão do Inferno, MG/1883) tais como a iluminação

pública da cidade de Campos (RJ), a usina hidrelétrica de Marmelos (1889), em Minas

Gerais, com a finalidade de suprir a fábrica de tecidos do próprio construtor da usina,

Bernardo Mascarenhas e a iluminação pública da cidade de Juiz de Fora.

No período entre 1890 e 1900 foram instaladas 10 pequenas usinas com capacidade

instalada de 1.200 KW que visavam basicamente atender à demanda representada pela

iluminação pública, mineração, beneficiamento de produtos agrícolas, indústria têxtil e

serrarias.

Na virada do século XIX para o século XX o potencial de desenvolvimento das

cidades do Rio de Janeiro e São Paulo atraiu o capital estrangeiro para a instalação de

companhias de energia elétrica no Brasil desenvolvendo a geração hidrelétrica brasileira.

Até a década de 30 a presença do Estado no setor elétrico foi bastante limitada

resumindo-se a algumas medidas isoladas de regulamentação. Os capitalistas tinham

contratos muito generosos e houve certo descaso com a continuidade dos serviços. Veio o

ano de 1929 e a Bolsa de Nova York os deixou quebrados.

Em 1934 foi promulgado o Código de Águas que atribuiu à União o poder de

autorizar ou conceder o aproveitamento de energia hidráulica e estabeleceu a distinção

entre a propriedade do solo e a propriedade das quedas d’água e outras fontes de energia

hidráulica para efeito de aproveitamento industrial. Todos os recursos hídricos foram

incorporados ao patrimônio da União. Assegurava se ao Estado Novo o direito de intervir

nas atividades produtivas para suprir as deficiências da iniciativa privada e negava aumento

da participação de estrangeiros no setor elétrico bem como em outros setores econômicos.

A década de 40 se caracterizou pelo choque entre as correntes favoráveis à nacionalização

do setor elétrico e aquelas mais liberais que defendiam o capital estrangeiro. Após a

Segunda Guerra Mundial a demanda começou a ultrapassar a oferta de energia elétrica em

decorrência do crescimento da população urbana e do conseqüente avanço da indústria, do

comércio e dos serviços iniciando um período de racionamento de energia nas principais

capitais brasileiras.

Neste período os governos federal e estadual se aliaram na reorganização do sistema

elétrico em bases estatais. Foram criadas a Comissão Estadual de Energia Elétrica (CEEE)

no Rio Grande do Sul em 1943, a Companhia Hidro Elétrica do São Francisco –CHESF em

Pernambuco no ano de 1946 e as Centrais Elétricas de Minas Gerais –CEMIG em Minas

Gerais em 1952, marcando o início de um novo estágio no desenvolvimento do setor

elétrico brasileiro.

Ao longo da década de 50 praticamente todos os estados da federação constituíram

empresas estatais de energia elétrica a partir da absorção da empresas estrangeiras.

Em 1957, o Governo federal criou a Central Elétrica de Furnas para atender o risco de

demanda na região Sudeste e em 1961 a Chevap. Com a constituição de Centrais Elétricas

Brasileiras S/A - Eletrobrás em 1961, foi delineada a estrutura do setor elétrico brasileiro

integralmente estatal a partir de 1979 havendo apenas alguns autoprodutores independentes,

vigorando até meados da década de 90 quando se deu início à reestruturação do setor com a

venda de empresas elétricas de abrangência estadual.

3 - Geração de Energia Elétrica

O fenômeno da corrente elétrica é algo conhecido pelo homem desde que viu um raio

no céu e não se deu conta do que era aquilo. Os efeitos duma descarga elétrica podem ser

devastadores. Há mais de um século o homem á capaz de gerar o mesmo fenômeno de

forma controlada e utilizável.

Uma corrente elétrica pode se apresentar com forma de onda alternada ou ser

contínua, sem variar sua polaridade no período de tempo. Baterias, pilhas e dínamos geram

correntes contínuas, máquinas rotativas conhecidas como geradores elétricos produzem

corrente alternada e fornecem a maior parte da "força motriz" de nossa vida.

O princípio básico que se desenvolve num gerador elétrico é o seguinte: uma bobina

de fio girando, submetida a um campo magnético e com um núcleo de ferro no seu interior

ou vice-versa, fará induzir na bobina e aparecer nas suas extremidades uma carga de

elétrons.

Como a utilização deste fenômeno eletromagnético foi se popularizando, inicialmente

para iluminação pública e depois em substituição às máquinas térmicas, houve necessidade

de se construir bobinas de fio e núcleos de ferro mais elaborados para o fornecimento de

energia a um sem número de consumidores com suas finalidades específicas.

O primeiro aparelho que se beneficiou do uso da eletricidade foi o rádio.

3.1 - Usinas Geradoras

Desde o fim do século 19, a energia é produzida comercialmente (Estados Unidos,

Appleton, Wisconsin em 1882) através de usinas hidrelétricas, termelétricas convencionais

e termelétricas nucleares (já no fim dos anos 50), também chamadas de nuclelétricas.

Existem, também, usinas que se aproveitam da força das marés, dos ventos e da energia

solar.

Hidrelétricas dependem de nível de acúmulo de água em seus reservatórios, que por

sua vez, depende de uma conjunção de fatores metereológicos e ambientais. Quando há

irregularidade na precipitação pluviométrica, os níveis baixam e consequentemente a

capacidade geradora de uma usina hidrelétrica fica comprometida. Para compensar estes

períodos sazonais, lança-se mão da opção termelétrica, que independe das condições acima.

O investimento inicial para construção de uma unidade hidráulica é muito superior ao

de uma unidade térmica. Normalmente, desapropriam-se terras, pagando-se indenizações e

faz-se assentamento da população que é removida das áreas que sofrerão alagamento, além

de produzir um grande impacto na fauna, flora e clima.

O tempo de construção de uma hidrelétrica é muito maior que o tempo de montagem

de uma termelétrica convencional.

Uma unidade térmica, comparativamente, é mais barata, no entanto os seus custos de

manutenção ao longo de sua vida operacional excedem aqueles que serão aplicados numa

unidade hidráulica. Além disto, uma unidade térmica terá que controlar os níveis de

poluentes resultante da combustão de óleo ou carvão. Neste aspecto, unidades a gás são

menos agressivas ao meio ambiente por não produzirem resíduos de combustão e

economicamente atraentes por ser o gás mais barato que o óleo e o carvão.

As térmicas têm a seu favor menor investimento inicial, menor prazo de execução do

projeto, localização próxima aos mercados (centros de carga), operação contínua

(independente das condições hidrológicas) ou no horário de ponta e operação em alto fator

de carga.

Pesando contra na equação está o custo do combustível, afetado pela inflação e

variação cambial e a emissão de poluentes, no caso de derivados viscosos de petróleo e

carvão mineral. O combustível representa 70% do custo da geração térmica.

3.2 - Como se Produz Energia

Numa usina hidrelétrica a máquina responsável pela produção de energia elétrica se

chama gerador. Trata-se de uma máquina rotativa composta de um estator onde estão

localizadas as bobinas de fio e de um rotor elétrico que vem a ser o núcleo de ferro das

experiências que descobriram a energia elétrica. A bobina é girada enquanto o núcleo está

parado. Na prática é mais fácil girar o rotor e manter o estator (bobinas) parado que o

inverso. O campo magnético é fornecido por um ímã que polarizará este rotor.

Dependendo das características do gerador (quantos dipolos têm), ele terá que girar o

suficiente para produzir uma tensão elétrica com freqüência de 60 ciclos ou Hertz, que é a

freqüência adotada em todo o sistema elétrico brasileiro. Alguns países como Inglaterra e

Japão operam em 50 Hertz. Acoplado ao eixo do gerador está uma turbina, que é uma

máquina projetada para suportar uma pressão mecânica e produzir um efeito cinético.

Até aqui uma usina hidráulica e térmica e mesmo nuclear não tem diferença. A

diferença começa a aparecer quando determinamos que fluido irá mover a turbina e como

obteremos este fluido nas condições necessárias a manter o conjunto turbina-gerador ou

turbogerador na velocidade específica que produzirá energia elétrica numa base confiável e

constante e que atenda as necessidades dos consumidores que estão ligados a este sistema

elétrico.

Hidrelétrica

O fluido que irá mover a turbina é a água estocada no reservatório também chamada

de lago ou represa. A água movimentará as palhetas da turbina por ação de seu próprio

volume e gravidade.

Termelétrica Convencional

Os ciclos mais desenvolvidos para geração termelétrica são: caldeira geradora de

vapor e turbogerador a vapor, motogerador com o ciclo diesel, em geral com óleos pesados,

óleo diesel ou gás natural e turbogerador a gás, em geral com óleos leves ou gás natural.

O fluido que irá mover a turbina é o vapor produzido numa caldeira de pressão. Uma

caldeira vem a ser um equipamento composto de tubos d’água em todo o seu perímetro

formando o que se chama de parede d’água. No interior da caldeira ladeada pelas paredes

d’água há a zona de combustão ou fornalha onde o combustível queimará e assim aquecerá

a água no interior dos tubos da parede d’água. Este vapor será coletado no topo da caldeira

num equipamento chamado tambor e através de tubulações será conduzido até a turbina. O

vapor sob alta pressão e temperatura se expandirá e movimentará as palhetas da turbina.

Termelétrica Nuclear, Termonuclear ou Nuclelétrica

O vapor é produzido num vaso de pressão chamado gerador de vapor que é aquecido

indiretamente pela água que resfria um reator nuclear. No reator se processa uma reação de

fissão decorrente do choque de nêutrons com o núcleo de átomos de urânio que se partem

provocando uma grande liberação de energia térmica.

Este sistema chamado de primário fica a alta pressão e temperatura sendo que uma

bomba faz o resfriamento do interior do reator por fazer esta água circular de onde se

processa a reação nuclear até o gerador de vapor onde esta água cede energia térmica por

condução através dos vários tubos em que se bifurca a linha de resfriamento do reator para

aumentar a área de transferência

A água do gerador de vapor, que é o sistema secundário, se aquece até vaporizar-se.

Este vapor movimentará a turbina.

3.3 - Opções de Geração Elétrica Disponíveis

Um sistema de geração deve ter várias opções: hidráulica, térmica, solar, eólica, etc.

Em todas as opções há prós e contras, nenhuma delas é definitivamente boa ou ruim.

Hoje, a produção de energia elétrica no mundo está assim distribuída por

combustível, conforme gráfico a seguir:

O Brasil tem característica completamente diferenciada do padrão mundial, conforme

o gráfico abaixo:

É importante ter um "mix" de usinas que tenham fontes diversas, para compensar

adversidades climatológicas, custo internacional do petróleo e outros riscos. No rateio de

despesas com as várias opções disponíveis, o custo será médio e não afetará o preço final

do produto, a energia. Em determinada circunstância, pode ser mais barato gerar energia

usando óleo do que água, ou num outro instante o custo de geração nuclear se torna mais

competitivo.

No Brasil, as hidrelétricas são mais utilizadas devido a característica natural de nosso

território, onde há abundância de rios, canyons naturais e área suficiente para grandes

reservatórios. A formação destes reservatórios muitas vezes implica no deslocamento de

comunidades, tendo que ser realizada a desapropriação e construção de infra-estrutura para

reassentar esta população.

Outra característica do nosso sistema é que as hidrelétricas ficam afastadas dos

centros de consumo, o que merece atenção especial para a transmissão de grandes cargas a

longas distâncias. O Brasil desenvolveu tecnologia de transmissão em corrente contínua

para minimizar as perdas decorrentes da transmissão à distância. Por outro lado, quando o

empreedimento está muito afastado de algum centro, o estabelecimento de um

aproveitamento hidráulico introduz naquela região isolada os benefícios de uma cidade,

como hospital e escola.

Para aumentar a confiabilidade do sistema, é necessário a instalação de térmicas

convencionais ou nucleares próximas aos centros de consumo para ajuste de tensão e

absorver parte do impacto causado se houver interrupção do serviço de transmissão.

Quando há a formação do reservatório, viu-se que há necessidade de não apenas salvar a

fauna, mas extrair boa parte da flora madeireira. A madeira submersa irá apodrecer e a

quantidade de gás carbônico proveniente da decomposição será considerável.

Atualmente, o sistema elétrico brasileiro está no limite do consumo. Para evitar isto, a

solução mais rápida é a instalação de usinas térmicas convencionais, porque a montagem e

início de operação é feita em pouco tempo.

Uma hidrelétrica consome anos de construção civil e material, uma térmica pode ser

montada em dois anos, dependendo de sua potência. Uma unidade nuclear pode variar de

quatro a cinco anos. Há que se levar em consideração a vida útil de cada unidade. Uma

hidrelétrica pode ser usada indefinidamente, desde que seus equipamentos sejam trocados

após o fim de sua vida útil.

Uma nuclear impreterivelmente encerrará suas atividades entre 25 e 30 anos de uso.

Isto acontece devido ao nível de radiação de fundo que haverá no prédio do reator que

aumentará com o tempo e atingirá níveis que tornarão impossível a realização de

manutenções em seu interior por empregados.

Hidrelétricas dependem de chuvas para terem seus níveis regularizados. Quando há

estiagem, os níveis caem e a usina é forçada a reduzir sua capacidade geradora. Usinas

térmicas, a óleo, estão sujeitas a variação do preço do combustível. Somente neste ano de

1999, o petróleo no mercado mundial subiu 120%.

Uma usina nuclear necessita parar após um ano de uso para recarga do núcleo do

reator e leva uns 45 dias na média para retornar ao sistema. A geração de lixo numa usina

nuclear causa problemas com sua estocagem e isto provoca grandes discussões sobre meio-

ambiente.

Em apenas 30 anos, a participação da energia nuclear na produção mundial de energia

elétrica chegou a 17%, tornando-se a terceira fonte mais utilizada e ficando ao lado da

energia hidrelétrica, que responde por 18% do consumo mundial. A operação de usinas

nucleares não produz CO2 ou qualquer outro gás causador do "efeito estufa", nem SO2, NOx

ou qualquer outro gás responsável pela "chuva ácida". Hoje em dia, a utilização da energia

nuclear evita a emissão de cerca de 2,2 bilhões de toneladas de CO2 por ano. Além disso, as

usinas nucleares requerem pequenas áreas para a sua instalação, podendo ser construídas

próximas aos grandes centros consumidores.

O uso do gás natural que é mais barato e não deixa resíduos e para uma unidade

térmica é uma das melhores opções como combustível. O óleo tem enxofre e isto para os

tubos de uma caldeira é um veneno, o enxofre quando combinado com oxigênio gera ácido

sulfúrico e danifica a integridade dos tubos, sem falar em outros elementos como o vanádio,

que também é altamente nocivo.

Uma usina a carvão apresenta o problema com as cinzas provenientes da combustão e

os gases expelidos na atmosfera. O gás na opção térmica convencional é o que menos

problema causa, além de não comprometer a vida útil da caldeira onde é queimado. Os

componentes do óleo e do carvão formam películas sobre os tubos de uma caldeira que irão

produzir corrosão e consequentemente furos e paradas para manutenção.

Para minimizar estes efeitos, o Governo federal pretende que num prazo médio todas

as usinas térmicas estejam convertidas para a queima de gás natural.

Opção de Combustível

Até a década de 50, inclusive, as opções básicas para a geração termelétrica no Brasil

eram o óleo combustível, derivado do petróleo, que era predominantemente importado; o

carvão mineral importado, o carvão vapor nacional, o carvão vapor já estocado, resultante

do beneficiamento daquele destinado à obtenção de carvão metalúrgico, além de resíduos

da biomassa.

De um modo geral, os preços dos combustíveis, nos anos 50, apresentaram-se mais

elevados do que nas décadas seguintes, em função da instabilidade política internacional

(guerra da Coréia, crise de Suez), da menor capacidade dos navios petroleiros e graneleiros,

que afetava o custo do transporte, e do maior controle sobre os preços do petróleo, exercido

pelos principais produtores.

Na década de 60 o surgimento de produtores independentes e a abertura de novas

áreas de exploração reduziu os preços do petróleo, os transportes tornaram-se mais baratos,

a eficiência das usinas térmicas foi aumentada e seu custo apresentou significativos ganhos

de escala. No Brasil, com o início da interligação dos sistemas, já se tornou possível

aproveitar esses ganhos, admitindo-se unidades geradoras de 300 MW ou mesmo maiores.

Com a localização numa área que abrigaria indústria pesada e com a possibilidade de

um terminal de carvão nas proximidades, a usina foi projetada para operar com óleo e

carvão.

Conclusão

A perda de divisas e o aumento da dependência estratégica do País decorrentes da

crescente importação de energia (gás natural e eletricidade) dos países vizinhos já

preocupam o governo. Tanto que o Ministério de Minas e Energia estuda a fixação de um

teto para a importação de energéticos, que vem sendo realizada essencialmente pela

iniciativa privada, e também a adoção de uma "moeda energética", para substituir o dólar

como parâmetro dessas transações e que facilite o encontro de contas entre os países.

Um possível teto para as importações seria estabelecido pela fixação de um

percentual da capacidade instalada de geração do País, que hoje é de 61 mil MW. Há

dúvidas nesse cálculo, como, por exemplo, se a parte paraguaia da hidrelétrica de Itaipu,

construída pelos dois países, será considerada importação de eletricidade. A usina possui

mais de 12 mil MW de capacidade de geração, divididos igualmente entre os dois países.

Mas o Paraguai utiliza apenas 600 MW, destinando o restante para o Brasil. Somente Itaipu

representaria, se se considerar como importação os cerca de 6 mil MW do lado paraguaio

da usina, quase 10% da capacidade total de geração do País.

A interconexão energética é uma via de dupla, que futuramente - quando houver

excedentes de energia no Brasil - beneficiará bastante o País. Há uma diversidade dos

regimes hidrológicos na América do Sul, que faz com que períodos de cheia (que ampliam

a capacidade de produção nas usinas hidrelétricas) em um país coincidam com a seca em

outros. Além disso, existe uma complementariedade entre os sistemas essencialmente

hidrelétricos - como é o caso do Brasil, em que 95% da energia vem dos rios - com os

marcadamente termelétricos - como ocorre na Argentina .No entanto, para o curto e médio

prazos, a perspectiva é de uma produção doméstica de energia bastante apertada em meio a

um quadro de crescimento acelerado da demanda, o que transforma o Brasil em franco

importador de energia.

Nos últimos 10 anos o País tem apresentado uma taxa de crescimento de consumo

médio em torno de 4%. Neste mesmo período os incrementos no sistema de geração têm

sido feitos a uma defasagem de 1.000 MW a cada ano.

A matriz energética brasileira é de característica hidrológica e os centros de carga

mais importantes estão situados na região Sul-Sudeste. A estiagem de chuvas e o crescente

consumo tem esvaziado os reservatórios dessas regiões e colocado o sistema em alerta.

Outro fator que soma dificuldade na operação do Sistema Elétrico Brasileiro é o

estrangulamento das redes de transmissão. O que provocou no primeiro trimestre de 2001 o

vertedouro aberto em Itaipu lançando o equivalente em 1.000 MW e o secamento do lago

de Furnas que estava a 6 metros do desligamento daquela usina.

O Sistema Elétrico Brasileiro e seu perfeito funcionamento precisam de novas

unidades geradoras e investimentos em transmissão à longa distância e ambas as coisas

feitas ao seu tempo certo.

Com o caos no sistema, que significou o corte seletivo de consumidores e

racionamento, levou a uma redução da atividade industrial e isto, por sua vez, a um

aumento da taxa de desemprego e perda de investimentos internos e externos na economia

brasileira.

A falta de investimento privado no setor de geração traz um sério risco a ordem

econômica estável que tem proporcionado o crescimento seguro da economia na taxa

mencionada. A liberalização e privatização do setor iniciada em 1995 significou elevação

de tarifas de prestação de serviço e pouco investimento na construção de usinas e

aprimoração do sistema.

A demanda de energia no Brasil continua a crescer rapidamente e o País não tem

nenhuma capacidade energética excedente. Reformas iminentes introduzem incertezas e

tendem a atrasar as decisões. O Brasil não pode suportar interrupções no seu investimento

energético. Contrastando com esta situação, o Reino Unido, por exemplo, registrava quase

crescimento zero da carga e dispunha de uma ampla capacidade de reserva quando iniciou a

reforma. Com efeito, a extensão da capacidade de reserva foi um dos sintomas do

desempenho do setor de propriedade pública que convenceu o Governo do Reino Unido

sobre as vantagens da privatização. Na Europa Central e no Leste, ajustamentos estruturais

de suas economias levaram a uma queda de demanda de 25 a 30%, criando uma

oportunidade conveniente para se tentar organizar reformas do setor energético antes da

necessidade de construção de novas unidades geradoras.

O empresariado também tem feito coro, enquanto o Governo federal através do

Ministério de Minas e Energia preferiu acreditar na adesão de novos parceiros privados

quando lançou o Programa Prioritário de Termeletricidade e de forma recorrente conforme

a pressão política tem pretendido vender as geradoras federais e as distribuidoras

federalizadas.

O Programa de Termeletricidade esbarra em critérios financeiros de custo de

combustível importado a preço dolarizado, falta de máquinas geradoras no mercado

internacional para fornecimento em curto prazo, indefinição política e atraso de medidas

privatizantes.

Portanto, a única forma de enfrentar o problema é acionar mecanismos de Estado,

como financiamento público através do BNDES, ELETROBRÁS e participação de

empresas com capital próprio como PETROBRAS e FURNAS no alavancamento de

unidades geradoras, retomar a construção de hidrelétricas (a principal vocação energética

brasileira), definir o calendário de obras da Unidade III da Central Nuclear de Angra,

construir novas linhas de transmissão, importação de excedentes de energia dos mercados

boliviano, paraguaio, argentino, uruguaio e venezuelano, utilização de outras fontes

energéticas (eólica, solar, cogeração, incentivo à autoprodução), combater o desperdício de

energia, aumentar a eficiência e promover uma campanha de educação voltada ao

consumidor industrial e residencial sobre medidas de economia energética.

O aumento da capacidade do Sistema Elétrico levará ainda mais tempo até atingir

uma margem que permita dar segurança aos consumidores.

Referências Bibliográficas

FERRARO, Nicolau Gilberto. Eletricidade – Historia e Aplicações. Rio de Janeiro:

Editora Moderna, 1996.

BRASIL ENERGIA. A dona da bola. Rio de Janeiro: v. 253, dez.2001

BRASIL ENERGIA. Fumaça virou lucro. Rio de Janeiro : v.254, jan2002.