Energia elétrica




                                  Sua história e seu papel na vida das pessoas





   Desde a Pré História, o homem tem usado a inteligência para criar mecanismos que reduzam o esforço e aumentem seu conforto. Ao dominar a Técnica do fogo, melhorou sua alimentação, iluminação e segurança. Inventou a roda e outros mecanismos que multiplicaram sua força física e facilitaram o transporte. Descobriu a força das águas, dos ventos e domesticou animais, usando a força de cavalos e bois para o trabalho. Milhares de anos se passaram até que um fato marcou a história da energia: a invenção da máquina a vapor, um símbolo energético da Revolução Industrial.

   O fogo então foi transformado em movimento. Isso permitiu a construção de grandes fábricas e sua aplicação nos transportes. Nesse período, os combustíveis fósseis (carvão mineral, petróleo e gás natural) também evoluíram bastante. Até hoje representam a mais importante fonte de energia, inclusive gerando tecnologias mais avançadas. Mas foi apenas há pouco mais de 100 anos que surgiu a energia elétrica, símbolo da Era da Informação.

   Através dela, outras formas de energia puderam se transformar com eficiência, como: calor, iluminação e energia mecânica.

   No século XX, foi descoberta outra fonte de energia: a energia nuclear, ainda muito questionada pelos elevados riscos ao meio ambiente. Além disso, está em desenvolvimento, entre outras, a conversão de energia solar diretamente em energia elétrica e a utilização do hidrogênio como fonte de energia, o que num futuro breve, também terão importante participação em nossas vidas. No Brasil, a produção de eletricidade, a partir do gás natural, em usinas termoelétricas de alta tecnologia contribuirá para o atendimento às grandes necessidades de energia do país.

Artigo

O potencial de aproveitamento da energia da biomassa

MANOEL REGIS LIMA VERDE LEAL

A biomassa foi, durante milênios e até um passado relativamente recente, a grande fonte de energia primária da humanidade. Na sua forma forma vegetal - a mais importante -, nada mais é que um artifício da natureza para armazenar a energia solar: as plantas, através da fotossíntese, combinam o dióxido de carbono do ar e a água do solo para produzir carboidratos de vários tipos, que constituem os tecidos vegetais e têm um razoável valor energético (ao contrário de seus formadores - CO₂ e água).

Somente no último quarto do século XIX a biomassa foi ultrapassada pelo carvão e depois, já no século XX, pelo petróleo. Ela ainda é a principal fonte de energia primária em muitos países em desenvolvimento (94% em Uganda). No Brasil, ela reinou até a década de 1970 e representa, ainda hoje, quase 30% da energia primária produzida, nas formas de lenha (ou carvão vegetal) e produtos da cana-de-açúcar. Esse valor é significativo uma vez que a energia hidráulica, nossa principal fonte de geração de eletricidade, contribui com apenas 14%.

Os cientistas e técnicos dividem a biomassa energética em dois grandes grupos: biomassa tradicional (essencialmente lenha e outros resíduos naturais) e biomassa moderna (biomassa produzida com tecnologias adequadas, como florestas plantadas, cana-de-açúcar). Em nível mundial, essa forma de energia participa com cerca de 11% na matriz de energia primária; mas, quando se faz a separação acima, a biomassa moderna representa apenas 2% dessa matriz.

O esforço de desenvolvimento tecnológico é centrado na biomassa moderna, enquanto a biomassa tradicional é preocupação dos ambientalistas e sociólogos, pois está associada ao fornecimento de energia para as camadas mais pobres do planeta (às vezes a única forma de energia disponível para essa faixa de população) e é explorada, normalmente, de forma predatória e não-sustentável. Esse esforço é distribuído entre duas rotas principais para conversão de energia primária contida na biomassa, em formas secundárias utilizáveis: geração de energia elétrica e produção de combustíveis líquidos. Na primeira alternativa, é recomendável que se utilize o conceito de cogeração e que se produza calor de processo associado com a geração de energia elétrica.

A geração de energia elétrica a partir da biomassa já é uma realidade em importantes setores onde significativo percentual da demanda de energia elétrica das plantas industriais - no sucroalcooleiro (100%) e o de papel/celulose (50%) - são supridos pelo bagaço e a lixívia negra/resíduos florestais, respectivamente. As tecnologias para isso estão amplamente desenvolvidas e em estado avançado de maturidade comercial, utilizando a combustão direta da biomassa em fornalhas adequadamente projetadas e construídas. Porém, a eficiência energética dessa modalidade de uso da biomassa pode ser aumentada significativamente se, ao invés da queima direta, a biomassa for submetida inicialmente a um processo de gaseificação, e o gás produzido for utilizado em um ciclo combinado de geração de eletricidade, através de um conjunto - turbina a gás/caldeira de recuperação/turbina a vapor. Esta alternativa, que poderia quase dobrar a energia elétrica gerada por uma certa quantidade de biomassa, quando comparada com a combustão direta está tecnicamente próxima e economicamente distante de conseguir um lugar no mercado de energia.

Até na escala de planta-piloto o desenvolvimento já está em um nível muito satisfatório, mas o salto para a escala comercial está difícil de ser viabilizado devido, principalmente, aos vultosos investimentos necessários para implantar uma planta comercial ou mesmo de demonstração. Talvez o recente ressurgimento do interesse e investimentos no desenvolvimento da gaseificação do carvão (como uma forma de reduzir as emissões de CO2 na geração de eletricidade) venha ajudar a tecnologia de gaseificação de biomassa/ciclo combinado a ocupar o lugar que merece na geração de energia elétrica com fontes renováveis.

COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS

Na geração de energia elétrica de forma renovável, a biomassa enfrenta a concorrência de várias alternativas, igualmente renováveis, como as energias eólica, solar, marés, geotérmica e pequenas hidroelétricas. Porém, para a produção de combustíveis líquidos renováveis a biomassa concorre quase sozinha e, por isso, essa rota de uso da biomassa vem ganhando importância em P&D sobre a rota de geração de energia elétrica.

As principais alternativas de fabricação de combustíveis líquidos, para transporte principalmente, a partir da biomassa são:

- Extração e fermentação de açúcares contidos em vegetais como cana-de-açúcar, beterraba e sorgo sacarino, produzindo etanol.

- Extração e sacarificação do amido de vegetais como o milho, trigo e mandioca, seguida de fermentação dos açúcares resultantes, produzindo etanol.

- Extração e transesterificação de óleos vegetais de matérias-primas como a soja, mamona, dendê, girassol, amendoim e outros, produzindo biodiesel.

- Pirólise de materiais lignocelulósicos, como madeira e resíduos agrícolas, produzindo óleo pirolítico.

- Hidrólise de materiais lignocelulósicos, como madeira e resíduos agrícolas, seguida de fermentação dos açúcares produzidos, produzindo etanol.

- Gaseificação de materiais lignocelulósicos seguida de processos catalíticos de conversão do biogás para combustíveis líquidos; etanol ou metanol pode ser produzido.

Das alternativas acima, as três primeiras já chegaram ao estágio comercial e as duas últimas vêm recebendo grandes quantidades de recursos financeiros para P&D devido à enorme disponibilidade de materiais lignocelulósicos na forma de resíduos agroflorestais a baixo custo.

É importante salientar que mais de 80% dos quase 40 bilhões de litros de etanol, produzidos anualmente no mundo, tem a cana-de-açúcar e o milho como matéria-prima. No Brasil, o etanol de cana-de-açúcar já é produzido a um custo médio estimado em cerca de US$ 0,18/litro, o que o torna competitivo com a gasolina, desde que o preço do petróleo não caia abaixo de US$ 25 o barril. Mesmo com esse nível de competitividade, é preciso continuar com programas de P&D buscando reduzir mais os custos e os impactos ambientais, antevendo que o álcool tem uma posição de destaque no rol de candidatos à substituição dos combustíveis fósseis e o Brasil deverá estar preparado para ocupar os espaços que se abrirão no mercado mundial. Imaginando-se que o álcool venha a substituir 10% da gasolina consumida no mundo, a números de hoje, isto representaria uma demanda de cerca de 130 bilhões de litros de álcool por ano, ou seja, mais de três vezes a atual produção mundial e 8 vezes a do Brasil; nota-se que essa é uma meta modesta para as necessidades de um mundo que precisa reduzir as emissões de dióxido de carbono, e outros gases de efeito estufa, de um modo significativo.

O biodiesel tem ainda um longo caminho a percorrer antes de chegar ao nível de competitividade gozado pelo álcool nos dias de hoje, mas ele também terá sua oportunidade de contribuir para aliviar os impactos dos combustíveis fósseis nas mudanças climáticas globais.

INOVAÇÃO AGRÍCOLA

Em se tratando de biomassa, a inovação tecnológica deverá ocorrer não apenas nos processos de conversão mas, principalmente, na área agrícola. Nesta merecem destaque, o desenvolvimento de novas variedades de plantas, melhorias nas práticas agrícolas e nas técnicas de colheita, onde a mecanização é uma tendência, na adubação, no controle de pragas e doenças e na redução e mitigação dos impactos ambientais.

Em resumo, a biomassa dificilmente conseguirá substituir o petróleo, e muito menos todos os combustíveis fósseis, mas tem um enorme potencial de auxiliar na redução das emissões de gases de efeito estufa, no aumento da segurança energética de cada país e no aumento da oferta de empregos e renda no meio rural. A transição da cultura de biomassa/alimento para biomassa/alimento+energia, para ser bem sucedida, vai requerer muita criatividade e investimentos em P&D, seja para reduzir os custos das matérias-primas e dos processos de transformação, seja para reduzir e mitigar os impactos sócio-ambientais do aumento de áreas cultivadas, de forma a garantir um desenvolvimento sustentável.

Reportagem

Seu lixo agora pode ser fonte de energia elétrica

Tema:Ecologia
Autor: Chris Bueno
Data: 26/8/2008

A maior parte dos problemas causados pelo lixo pode ser resolvida com sua conversão em energia. E a energia, hoje tão cara e sob a ameaça de escassear num futuro bem próximo, poderia ter uma fonte de abastecimento inesgotável – e ecologicamente correta.

A energia via lixo pode iluminar casas, ativar indústrias e mover carros. Suas vantagens são muitas. Ecologicamente falando, haveria a diminuição dos aterros sanitários e lixões, menor produção de gases poluentes, menos riscos ao meio ambiente e uma fonte mais de energia limpa e renovável.

No lado social, essa técnica promoveria menos riscos à saúde humana (causados pelos lixões e aterros, pelos gases poluentes que produzem e pela poluição em geral), geraria mais empregos (nos postos de coletas, nos postos de reciclagem e nas usinas), e forneceria energia mais barata.

Isso também se refletiria positivamente na economia, não apenas com o corte de gastos que esta fonte de energia traria, mas com os recursos que captaria. O aproveitamento de resíduos é considerado uma alternativa viável para substituir combustíveis fósseis (petróleo, carvão e gás), sendo uma boa opção para a redução da emissão de gases poluentes que provocam o efeito estufa.

Com a venda de créditos de carbono, o Brasil poderia vir a arrecadar cerca de U$100 milhões por ano com essa alternativa, de acordo com pesquisadores do Instituto Virtual Internacional de Mudanças Climáticas (IVIG).

Economia

No Brasil, investir no desenvolvimento e na larga utilização deste tipo de energia traria inúmeros benefícios. De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, o Brasil produz cerca de 150 mil toneladas de lixo por dia.

A maior parte desses resíduos (aproximadamente 60%) tem seu destino em lixões, aterros sanitários irregulares, leitos de rio ou ainda queima a céu aberto.

Se o país transformasse seu lixo em energia, conseguiria implantar cerca de 750 usinas, que forneceriam energia para aproximadamente 22,5 milhões de habitantes - cada 200 toneladas por dia do lixo doméstico orgânico permitiriam a implantação de uma Usina Termelétrica com a potência de três Megawatts, capaz de atender uma população de 30 mil habitantes.

Contudo, o potencial brasileiro para transformar lixo em energia permanece subutilizado – quase nada dos resíduos brasileiros é utilizado para gerar energia. O dado se torna ainda mais preocupante em um país que recentemente passou por um racionamento de energia e ainda vive sob o fantasma do apagão (nome dado à crise energética enfrentada pelo país nos anos 2001 e 2002) e cujo consumo de energia vem crescendo ano a ano.

Nos países europeus, nos Estados Unidos e no Japão, gerar energia a partir do lixo é uma realidade desde os anos 1980. Esses países processam 130 milhões de toneladas de lixo, gerando energia elétrica e térmica em 650 instalações.

Somente a União Européia extrai mais de 10 mil MW de cerca de 60 milhões de toneladas de lixo por ano em 400 usinas, que são capazes de produzir eletricidade para atender 27 milhões de pessoas (o equivalente a soma da população da Dinamarca, da Finlândia e da Holanda).

Calcula-se que esse mercado movimente cerca de 9 milhões de euros nos 15 principais países da União Européia. Na América do Norte, existem hoje mais de 1.700 usinas de geração elétrica em funcionamento, aplicando cerca de 100 tecnologias diferentes.

Reflexo de energia no ambiente

As alterações climáticas Desde que a Terra se formou, há mais de 4600 milhões de anos, o clima tem conhecido ligeiras alterações. No entanto, ao longo do último século, essas variações multiplicaram-se, ultrapassando a fronteira do que é natural.

O mundo está a aquecer. Nos últimos 140 anos a temperatura da Terra aumentou cerca de 0,6 - 0,2º C e prevê-se que continue a aumentar entre 1,4ºC a 5,8ºC até 2100.

À medida que as temperaturas aumentam, vão-se tornando evidentes algumas mudanças, tal como o aumento do nível do mar, que ameaça as comunidades e ecosistemas do litoral, a ocorrência de catástrofes naturais, a desertificação, entre outras.

Segundo um relatório do Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) de 1995, as alterações climáticas são, nada mais, nada menos, que a consequência da intervenção humana no meio natural. Com efeito, desde a revolução industrial, a actividade do homem aumentou em cerca de 25% a quantidade de dióxido de carbono (CO_{2) presente na atmosfera, sendo a combustão de energias fósseis (carvão, petróleo, gás natural) e a destruição de florestas, os principais suspeitos por este aumento.}

Se não forem tomadas as medidas necessárias para reduzir as emissões de gases que contribuem para o efeito de estufa, o clima pode tornar-se cada vez mais imprevisível, o que terá impactes directos negativos sobre os ecossistemas terrestres, nos diversos sectores socio-económicos mundiais, na saúde pública e na qualidade de vida das pessoas em geral.

Efeito de Estufa

Uma das consequências mais gravosas é o aumento do efeito de estufa, que tem origem nas elevadas emissões de alguns gases para a atmosfera terrestre, resultantes da combustão de recursos fósseis, como o petróleo ou o carvão.
Mas, se por um lado o efeito de estufa mantém a superfície da Terra aquecida e com uma temperatura amena, por outro a excessiva concentração de dióxido de carbono e outros gases na atmosfera terrestre, reduz a libertação de calor para o espaço, provocando um aumento médio desta temperatura e um aquecimento do Planeta.
As consequências deste aquecimento tornam-se também cada vez mais evidentes ao nível das alterações climáticas globais e regionais, verificadas ao longo das últimas décadas. Entre várias medidas possíveis, ganha relevância a aposta de diversos países na redução das emissões de gases com efeito de estufa
Fontes de Energia

As fontes de energia dividem-se em dois tipos: > fontes renováveis ou alternativas; > fontes não renováveis, fósseis ou convencionais.

_{Fontes de energia não renováveis
Actualmente, a procura de energia assenta fundamentalmente nas fontes de energia não renováveis, as quais têm tecnologia difundida, mas possuem um elevado impacte ambiental.
Importa inverter esta tendência, tornando o seu consumo mais eficiente e substituindo-o gradualmente por energias renováveis limpas.
 "fontes de energia "
Mas antes de se transformar em calor, frio, movimento ou luz, a energia sofre um percurso mais ou menos longo de transformação, durante o qual uma parte é desperdiçada e a outra, que chega ao consumidor, nem sempre é devidamente aproveitada.}

A energia é essencial ao bem-estar, tanto económico como social das populações. As exigências cada vez maiores de consumo de energia, a nível mundial, obrigam à utilização crescente dos recursos energéticos, com consequências nefastas para o ambiente.

Fontes de Energia

O consumo de energia no dia-a-dia

    As vezes não sabemos exatamente de onde vêm a energia que nós utilizamos no nosso dia-a-dia, até porque essa energia pode ter vindo de várias fontes. O que muita gente não sabe é que essa energia que está mantendo o nosso computador, a nossa geladeira ou algum outro eletrodoméstico ligado pode estar ao mesmo tempo degradando o meio ambiente que é tão importante para todos nós apesar de muitas pessoas não assumirem isso. Sabendo disso especialistas descobriram novas fontes de energia, que não degradam tanto o meio ambiente, que são as chamadas fontes renováveis.

    Atualmente 45% da energia consumida no Brasil é de origem renovável, enquanto a média mundial é de 13%, tornando a energia fóssil o principal recurso energético consumido no mundo.Nesse aspecto, o Brasil ocupa uma posição relativamente confortável.

    Hoje é possível encontrar tecnologias variadas com origem nas mais diferentes matérias. Algumas delas, como a eólica e a solar, apesar de ainda não terem o potencial amplamente aproveitado, são bastante conhecidas. Outras como os biocombustíveis gerados a partir de oleaginosas como o dendê e a mamona já são fabricados no Brasil em pequena escala.

    Mas a criatividade de cientistas e a possibilidade de recuperar energia da natureza de diferentes formas criam alternativas inusitadas. Uma delas é a geração energética a partir de algas. Para muitos, esses organismos são apenas uma matéria viscosa que gruda nos azulejos da piscina. Para pesquisadores, elas são verdadeiras fontes de energia, que podem ser transformadas em biodiesel graças à tecnologia desenvolvida em algumas partes do mundo como a China, Estados Unidos e Brasil.

Fontes de Energia

Energia Nuclear / Atômica


A que se encontra armazenada nos núcleos atómicos e se liberta por cisão (fissão) dos núcleos pesados, ou por síntese (fusão) dos núcleos leves. Constitui a forma de energia mais moderna e de maior rendimento com que conta o homem para o seu serviço. Actualmente é utilizada para a obtenção de electricidade, de isótopos radioactivos, em Radiologia, em Medicina, etc.




Outra grande forma de energia é a nuclear - energia presa dentro do núcleo de cada átomo. Uma das leis da natureza é que a energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas mudar a forma. A massa dos corpos pode ser transformada em energia.




Energia Hidroeléctrica


Nome que se dá à corrente eléctrica industrial que se destina à iluminação, à impulsão de motores, produção de calor, etc. Em geral é obtida em centrais hidroeléctricas, aproveitando as diferenças do nível da água, ou em centrais térmicas, mediante a utilização de um combustível adequado. A unidade de potência eléctrica é o watt, que equivale a um joule por segundo; na prática emprega-se o quilowatt, equivalente a mil watts.




Energia Eólica


É aquela que aproveita o vento, ou seja, o ar em movimento. É a mais económica de todas as formas de energia e uma das primeiras utilizadas pelo homem.




Energia Termoeléctrica


ð A energia termoeléctrica é produzida a través de carvões vegetais, que em Portugal não existem. O carvão é queimado e com a sua pressão faz com que as turbinas funcionem.




Energia Solar


A obtida pelo aproveitamento das radiações solares. Reúne duas grandes vantagens: a sua abundância e a sua condição de recurso renovável e não contaminante. A técnica moderna utiliza a energia solar para diversos fins: domésticos (em forma de aquecimento doméstico ou da água), fornos solares, depuradores e evaporadores de água do mar, etc.