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Fontes de Energia Não-Renováveis

Neste espaço, serão apresentados informações sobre as conhecidas fontes de energia renováveis no mundo. Para maiores aprofundamentos e detalhes, recomenda-se consultar os relatórios abaixo ou os sites da sessão Links Interessantes.

  • Atlas da Energia Elétrica do Brasil (2008), elaborado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Acesse aqui.
  • Anuário Estatístico de Energia Elétrica (2013), elaborado pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE). Acesse aqui.
  • Plano Nacional de Energia (2008), elaborado pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE). Acesse aqui.

 

Índice de fontes de energia renováveis:

 

GÁS NATURAL


O gás natural é uma fonte de energia de origem fóssil, encontrado no subsolo, geralmente junto ao petróleo, uma vez que a matéria orgânica que dá origem ao petróleo se transforma no gás natural em seus últimos estágios de degradação. Ele oferece algumas vantagens em relação a outros tipos de combustíveis, como o menor impacto ambiental (o Plano Nacional de Energia 2030 indica que o volume de gás carbônico lançado na atmosfera é de 20% a 30% menor do que na queima de combustível a base de óleo e 40% a 50% menor que na queima de combustíveis sólidos) e sua versatilidade (podendo ser utilizado na indústria, comércio, serviços e residências). No Brasil, a única empresa que explora e transporta o gás natural é a Petrobrás.

Na produção de eletricidade em usinas termelétricas, a combustão do gás natural se dá através da junção de ar comprimido, resultando em gases em alta temperatura que movimentam turbinas conectadas a geradores, produzindo eletricidade. A seguir, dependendo do tipo de ciclo adotado pela termelétrica, o gás natural pode ter dois destinos: em um ciclo simples ou aberto, o gás é resfriado e liberado na atmosfera através de chaminés; em um ciclo combinado ou fechado existe um reaproveitamento, os gases ainda em alta temperatura são transformados em vapor, que movimentarão novamente as turbinas da usina.

O uso do ciclo combinado é recente, ainda em processo de expansão no mundo. Apesar de seu investimento ser mais alto que do ciclo simples, seu índice de eficiência é 11,3% maior.

No caso do ciclo simples, ao invés de serem liberados na atmosfera, os gases em alta temperatura também podem ser utilizados em processos industriais que utilizam sua energia térmica ou vapor, é a chamada co-geração. Seus pontos favoráveis são a utilização da energia térmica que seria perdida se liberada por chaminés, independência de terceiros ou comercializadores de energia elétrica e redução do impacto ambiental.

Importante notar que mesmo assim ainda são liberados óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e metano no processo de combustão do gás natural, além de ser necessário o uso de água para resfriamento do vapor.

O Oriente Médio detém as maiores reservas de gás natural do mundo, seguido pela Rússia. Em estudo da BP Global de 2008, o Brasil encontrava-se na 40º posição no ranking dos países com maiores reservas mundiais (cerca de 0,2% das reservas).


Fontes: ANEEL

 

DERIVADOS DE PETRÓLEO


A geração de energia a partir de derivados de petróleo segue basicamente o mesmo ciclo para os diversos tipos de derivados. Primeiro, o material é posto em combustão nas caldeiras de usinas térmicas; o calor resultante aquece e aumenta a pressão da água contida em outras caldeiras, transformando-a no vapor que movimentará as turbinas da usina e acionar o gerador que converterá a energia mecânica em energia elétrica. Quanto maior a temperatura do vapor de água, maior a eficiência das turbinas. O vapor quente é então condensado, retornando ao estado líquido, de forma que será bombeado de volta às caldeiras para ser aquecida novamente, repetindo o ciclo.

Os gases poluentes das usinas térmicas são emitidos no momento da combustão e resfriamento. O tipo de poluente e sua quantidade liberada variam conforme o combustível utilizado, processo de queima e outros fatores relacionados a dispersão deste. Em geral, quanto mais denso o combustível, maior sua emissão de gases poluentes; desta forma, derivados do petróleo como óleo combustível, diesel e ultraviscoso (derivados mais utilizados para a produção de eletricidade) são considerados altamente danosos ao meio ambiente. Porém, novas tecnologias estão permitindo aumentar a eficiência destes combustíveis e reduzir o dano ambiental que sua queima irá causar.

Existem diferentes tipos de petróleo e dependendo da qualidade deles, pode-se obter seus diversos derivados. Do petróleo de qualidade leve pode-se obter maiores volumes de gasolina, GLP e naftas, sendo este o mais valorizado no mercado e encontrado em grandes quantidades no Oriente Médio. O petróleo de qualidade médio gera o óleo diesel e querosene; o de qualidade pesado geram mais óleos combustíveis e asfaltos, sendo este o mais abundante no Brasil e Venezuela.

Dados da BP mostram que, em 2013, o Oriente Médio tinha as maiores reservas provadas de petróleo no mundo, seguido pelo Continente Americano. Em termos de países, a Arábia Saudita é responsável por 13,1% da produção diária mundial, seguida pela Federação Russa (12,9%) e Estados Unidos (10,8%). O Brasil atinge a marca de 2,7% da produção mundial diária. Já o maior consumidor de petróleo no mundo é os Estados Unidos com 19,9% do consumo diário mundial, seguido pela China (12,1%) e Japão (5%). O Brasil é responsável por 3,2% do consumo diário mundial.

Nacionalmente, as termelétricas que funcionam com derivados de petróleo tem participação pequena em nossa matriz energética, acionadas somente em momentos de pico de consumo energético, deficiência na geração por parte das hidrelétricas ou para fornecimento em regiões isoladas.

 

Fontes: ANEEL; BP GLOBAL.

 

ENERGIA NUCLEAR


O combustível mais utilizado nas usinas termonucleares é o átomo de urânio (U), extraído do minério de Urânio, um metal encontrado nas rochas da crosta terrestre. Após sua extração, o minério precisa ser purificado e concentrado, passando por diversas etapas antes de servir como combustível nas usinas. A principal característica do Urânio é a capacidade de radiação/emissão e propagação de energia entre dois pontos.

Simplificadamente, o núcleo do átomo de urânio pode ser dividido, processo chamado fissão nuclear. Nesta divisão há grande liberação de energia; se ela for lenta a energia liberada ocorre em forma de calor, caso contrário, será em forma de luz. Na usina, utiliza-se a energia em forma de calor, que superaquece os reatores. Uma corrente de água circula no núcleo do reator para resfriá-lo, deixando-a altamente radioativa e em temperaturas super elevadas, para em seguida passar por um gerador de vapor. Este é um circuito fechado, chamado de primário. Um circuito secundário também faz seu caminho pelo gerador de vapor, de forma que a água do circuito primário aqueça a do secundário até se obter vapor. É ele que aciona as turbinas da usina para a geração de eletricidade. Importante ressaltar que não existe comunicação entre os dois circuitos, a fim de evitar a contaminação com radiação. Ainda não existe uma destinação definitiva para os rejeitos produzidos na geração de energia.

A energia nuclear é considerada uma fonte limpa por emitir baixas quantidades de gás carbônico, sendo uma forte alternativa aos combustíveis fósseis. Suas reservas no planeta são grandes, garantidas para médio a longo prazo. O lado negativo de sua utilização consiste no risco de acidentes como o de Chernobyl e Fukushima, o alto custo de instalação e diversas normas de segurança necessárias. Outro grande problema está no fato que a tecnologia para se realizar a fissão nuclear é a mesma utilizada na produção de bombas atômicas; logo o país que possui a tecnologia para gerar energia nuclear também pode utilizá-la na indústria bélica.

O Brasil está entre os países com grande reservas de minério de Urânio, apenas na Bahia há uma reserva de 100 mil toneladas, conforme dados da Indústrias Nucleares do Brasil (INB). Esta quantidade é suficiente para abastecer Angra I, II, e III por 100 anos. Porém os países que mais produzem energia nuclear são os Estados Unidos, França e Japão. Nacionalmente, esta fonte representa menos de 2% da geração do país.

 

Fontes: ANEEL; WEC


CARVÃO MINERAL


O carvão mineral foi um dos primeiros combustíveis energéticos utilizados pelo homem
e que movimentou a Revolução Industrial. Entre as vantagens de sua utilização consta a abundância na natureza, mantendo os preços do minério mais estáveis ao longo dos anos em comparação com o petróleo. Logo, segundo a International Energy Agency, em 2008, o carvão era responsável por 41% da produção mundial de energia. No entanto, seu principal ponto negativo é o grande impacto ambiental que seu consumo causa, desde o processo de extração do solo até a queima.

Existem dois tipos de carvão, o vegetal (originado da carbonização de madeira) e o
mineral (origem fóssil), ambos podem usados na geração de energia elétrica e na geração de energia térmica em processos industriais. Apesar do maior uso ainda 
ser em usinas termelétricas, a co-geração, que utiliza o vapor do aquecimento do 
carvão em ambas as funções (industrial e energética) está se tornando cada vez mais 
comum. O Brasil é o maior produtor mundial de carvão vegetal, porém é o tipo mineral o mais utilizado no mundo, tendo classificações de acordo com sua pureza em carbono.

O processo de geração de energia começa com a extração do carvão do solo; Em seguida ele é quebrado em fragmentos. Nas usinas, estes fragmentos são transformados em pó para que haja maior aproveitamento do material e maior eficiência na geração de calor durante a queima. Este calor aquece a água que circula nas tubulações da fornalha da usina, gerando o vapor que movimentará turbinas e garantirá a produção de energia elétrica.

As reservas de carvão estão divididas em todos o mundo, sendo que os Estados Unidos,
Rússia e China possuem mais de 60% de todos o volume disponível. A China destaca-se
como a maior produtora mundial de carvão mas, mesmo assim, devido a seu alto
crescimento econômico anual ela ainda consome mais do que produz. Seguida da China,
há os Estados Unidos, Índia e Austrália. Já os maiores consumidores são China,
Estados Unidos, Índia e Japão. O Brasil está em 26º e 21º nestes rankings,
respecticvamente. A Rússia, apesar de ter a segunda maior reserva de carvão no mundo,
é sexta entre os maiores exportadores e consumidores pois sua base energética é o 
gás natural.

As maiores reservas brasileiras encontram-se no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, o
país tem a 10º maior reserva mundial. Porém este combustível é muito pouco utilizado
pela matriz energética nacional, sendo responsável por pouco mais de 2% da geração
segundo a ANEEL. Um dos motivos deste fato é a baixa qualidade do carvão extraído no sul.

O uso de carvão como combustível é considerado um dos mais danosos ao meio ambiente. Apenas a ocupação territorial necessária para sua extração provoca poluição sonora, problemas com poeira e erosão do solo, afetando a população local, a fauna e flora e também aos recursos hídricos presentes. A queima do carvão é o processo mais poluidor, responsável pela liberação de mais de 30% do CO2 na atmosfera. Apesar das diversas técnicas e avanços tecnológicos voltados para reduzir os impactos ambientais do carvão, a utilização de fontes limpas ainda se apresenta como a melhor solução na questão ambiental.

 

Fontes: ANEEL; BP GLOBAL.




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