Fontes Energéticas

FONTES NÃO-RENOVÁVEIS

E

RENOVÁVEIS

Importância das Fontes Energéticas

• Com o advento da Revolução Industrial, na segunda metade do século XVIII (por volta de 1760), na Inglaterra, o uso de energia se tor-nou um importante insumo para a produção (máquinas à vapor).

• No século XIX, a siderurgia passa a exigir quantidades cada vez maior de energia. Nesse momento a energia do carvão mineral ainda predomina, mas na segunda metade do século, surgem a eletricidade e o petróleo.

• As Fontes Primárias: – são aquelas que ocorrem na natureza, e que nessa forma são utilizadas pelo homem – Ex: Sol, água (mar e rios); vento; carvão mineral; petróleo; gás natural; urânio; etc.

• As Fontes Secundárias: – são obtidas a partir de outros produtos, após sofrer algum processo de transformação.

– Exemplos: eletricidade; gasolina; óleo diesel; etc.

Fontes Primárias e Secundárias

Carvão Mineral

• O carvão mineral é uma rocha sedimentar, formada a partir do soterramento, compactação e elevação de temperatura em depósitos orgânicos de vegetais (celulose). Com o passar do tempo, sucessivamente, a matéria orgânica se transfor-ma em turfa, linhito, hulha e antracito.

• A principal diferença entre eles é a porcentagem de carbono: a madeira possui cerca de 40% de carbono, a turfa 55%, o linhito 70%, a hulha80% e o antracito de 90 a 96%.

Carvão Mineral - formação

Petróleo• O petróleo é composto por hidrocarbonetos,

além do enxofre, oxigênio e nitrogênio. Substância oleosa e inflamável, é a principal fonte de energia mundial.

• Os povos antigos da Mesopotâmia e Pérsia utilizavam-no para pavimentar estradas, aquecer e iluminar casas.

• Atualmente, é retirado do petróleo diversos produtos químicos e farmacêuticos. Sua extração teve início em 1859, na Pensilvânia (EUA).

Petróleo - Formação

Petróleo - Produtos

• Principais produtos provenientes da refinação do petróleo:

→Gás;

→Gasolina;→Nafta;→GLP;→Óleo diesel;→Óleos lubrificantes;→Óleos combustíveis;→Matérias-primas para asfaltos e parafinas.

Vantagens e Desvantagens(da energia fóssil)

Vantagens:

Não necessita de muita mão de obra (hoje),

matéria-prima de mais de 300 produtos,

facilidade de armazenamento e transporte.

Desvantagens:

Produz poluição atmosférica (CO2,NOx,SOx)

exaustão das jazidas,

fonte esgotável de energia (milhares de anos p/reposição)

degradação do meio ambiente.

PETRÓLEO• Combustível do século XX

• 1ª. Crise do Petróleo – 1973

– OPEP (Organização dos Países Produtores de Petróleo) –preço do barril de petróleo de US$ 1.00 para US$ 8.00.

• Em 1973, o Brasil importava 90% do petróleo que consumia.

– Crise do petróleo leva ao aumento da dívida externa

• 2ª. Crise do Petróleo – 1978

– Barril de petróleo vai a US$ 18.00.

• Hoje (2015) – US$ 50.00/barril, mas antes da crise mundial em 2008, chegou a ser cotado em US$ 140/barril.

• Nesse momento a preocupação em relação ao petróleo refere-se ao esgotamento dos seus estoques mundiais até o ano 2000.

Década de 1970

• Argumento do OPEP – preocupação que o fim dos seus estoques signifique a miséria de seus países.

• Nações que produziam petróleo não teriam fonte de renda com o fim do petróleo.

• Países da OPEP, na época, eram responsáveis por mais e 80% do petróleo produzido no mundo.

• O petróleo era a principal fonte de energia, o que não mudou ainda hoje.

• Cerca de 40% da energia consumida no mundo vem do petróleo e seus derivados.

Década de 1980 - Brasil

• Final da década de 70 – Proálcool

– Primeira tentativa de substituição da gasolina

• Petrobras – descoberta de poços na bacia de Campos/RJ

– Produção de petróleo a partir de 1984, aumento do preço torna viável a exploração nos oceanos (custo maior)

– Tecnologia pioneira para exploração no mar.

• Inauguração da Hidrelétrica de Itaipu

– Maior hidrelétrica do mundo (14000 Mw) na época, hoje é a hidrelétrica das Três Gargantas (rio Yang-tsé, na China)

• Construção de grandes hidrelétricas substitui parte do consumo de petróleo no Brasil.

Principais Produtores Mundiais de Petróleo

Energia Hidréletrica

• Utilizada desde a antiguidade para gerar benefícios para o homem;

• Utilização Moderna – século XIX, nos EUA, a partir do domínio da eletricidade;

• Com o desenvolvimento da lâmpada elétrica, constrói-se grandes reservatórios para gera-ção de energia elétrica;

• Atualmente, cerca de 20% da energia elétrica gerada no mundo todo é proveniente de hidrelétricas.

Impactos das Hidréletricas• · Desalojamento populações ribeirinhas rurais e urbanas

• · Interfere em bens de valor afetivo, cultural e religioso

• · Inunda área de uso rural e urbano

• · Desaloja populações nativas

• · Aldeias indígenas

• · Inundação das terras agrícolas torna as pequenas propriedades inviáveis economicamente

• · Cria dificuldades de circulação e comunicação entre cidades vizinhas

• · Desestrutura as famílias de origem rural que, as vezes, são transferidas para áreas muito distantes ou urbanas

Energia Nuclear• A primeira usina nuclear de produção de eletricidade no

mundo – em 26 de junho de 1954 foi ativado o reator da Central Nuclear de Obninsk, a 40 km ao sudoeste de Moscou.

• Three Miles Island – em 1979, na usina localizada na Pensilvânia (EUA), ocorreu a fusão do núcleo do reator e a liberação de elevados índices de radioatividade que atingiram regiões vizinhas.

• Chernobyl – em 1986 ocorreram o incêndio e o vazamento de radiação na usina ucraniana, na extinta União Soviética, com milhares de feridos e mortos, podendo a contaminação radioativa ter causado 1 milhão de casos de câncer nos 20 anos seguintes.

Energia Nuclear - funcionamento

Energia Térmica

• A energia nuclear é na realidade uma unidade de energia térmica. Produz calor para geração de energia elétrica;

• Outros combustíveis também podem ser utiliza-dos nessa tarefa. É o caso do carvão mineral, do petróleo, e outros produtos que geram calor para produzir vapor d’água, que gira o rotor da turbi-na, produzindo eletricidade.

• Em indústrias usa-se combustíveis para gerar calor que é utilizado na produção.

Termoelétrica(geração de vapor d’água)

Neste exemplo, o carvão mineral é o combustível, mas poderia ser qualquer outro que gere o calor necessário ao processo.

DÉCADA DE 1990• RIO-92 – mudanças no foco das preocupações:

Desenvolvimento Sustentável.

• O foco deixa de ser o fim do petróleo e passa para a emissão de CO2 (e gases do efeito estufa) e o aque-cimento global.

• Necessidade de energias renováveis.

• Protocolo de Kyoto – diminuir em 5% a emissão de poluentes, até 2012, em relação a 1990 (países industrializados)

• Discussão passa a ser sobre fontes renováveis X fontes não renováveis.

Fontes Energéticas

• Não Renováveis – produtos de origem fóssil, ciclo longo de renovação – carvão mineral, petróleo, gás natural. Emissão de gases do efeito estufa.

• Renováveis – ciclo curto de produção, não se esgota – produtos de origem vegetal, sol, vento, oceanos.

• Nuclear – apesar de não-renovável, não se encaixa nessa classificação, pois suas reser-vas permitem a sua utilização por muitos anos. O seu uso situa-se no campo dos riscos ambientais (radioatividade).

Combustíveis Fósseis

• Longo período para formação de novos estoques (na escala humana);

• Estoques limitados;

• Emissão de outros poluentes (NOx, SOx) que combinado com as chuvas, causam chuvas ácidas e acidificação dos oceanos;

• Emissão de CO2 na atmosfera, causando poluição e o aquecimento global;

• Impactos ambientais na sua extração, transporte, utilização;

Fontes Energéticas Renováveis

• Inesgotáveis na escala humana;

• Menos poluentes;

• Ciclo curto de reposição;

• Oferecem menos riscos que a energia nuclear;

• Reduzem a dependência dos combustíveis fósseis;

• Conduzem a novas pesquisas de eficiência energética;

• Muitas fontes podem produzir energia perto do local de consumo, reduzindo a perda no transporte;

• A utilização da luz do sol, por exemplo, permite a autogeração de energia pelo próprio consumidor.

Desvantagens das Energias Renováveis

– Custos elevados de investimentos e infraestruturas apropriadas;

– Energia da Biomassa – o método de combustão da biomassa não é limpo (necessita de filtros eficientes);

– Energia Hidrelétrica – desaloja moradores, causa erosão de solos que pode ter impacto na vegetação do local;

– Energia Solar – os custos iniciais muito elevados;

– Energia das Ondas – depende muito da localização e é bastante dispendiosa;

– Energia Eólica – o custo inicial das turbinas é muito elevado. Produz poluição sonora e visual.

EVOLUÇÃO DA MATRIZ ENERGÉTICA DO BR E MUNDO (%)

4637

53

3946

34

09

19

2316

21

23

2125

26

01

1

11 16

6

15

22

2 2

45

31

3 511 11

36

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1973 2007 1973 2006 1973 2006

BIOMASSA

HIDRÁULICA E

ELETRICIDADE

URÂNIO

CARVÃO

MINERAL

GÁS NATURAL

PETRÓLEO e

DERIVADOS

OECDBRASIL MUNDO

ENERGIA RENOVÁVELMUNDO E BRASIL (2006)

Brasil

RENOVÁVEL NÃO RENOVÁVEL

0

20

40

60

80

100

Mundo

14

86

45

55

%

Matriz Energética – 2006geração primária – Brasil/Mundo

Brasil e o Mundo• No Brasil cerca de 45% da energia é proveniente das

fontes renováveis, enquanto que no mundo pouco mais de 13%;

• Nesse aspecto, podemos dizer que o Brasil tem uma das matrizes energéticas mais limpas do mundo, en-tretanto, o rápido crescimento do consumo e a irregu-laridade das chuvas, faz com que a nossa matriz se torne mais “suja” (uso de petróleo na geração de energia);

• Os países ricos (OCDE) pretendem chegar a 2020, com 20% de suas matrizes energéticas com energia renovável. Cabe ao Brasil tentar manter a sua matriz “limpa”.

Brasil – Fontes de Geração de energia

Brasil – Consumo de Energia

MATRIZ DE OFERTA INTERNA DE ENERGIA BRASIL (%)

45,637,9

0,4 8,8

3,1 4,80,01,46,1

15,2

44,8

32,0

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1973 2009

BIOMASSA/Eólica/outras

HIDRÁULICA E ELETRICIDADE

URÂNIO

CARVÃO MINERAL

GÁS NATURAL

PETRÓLEO e DERIVADOS

82,1 251,5milhões tep

Uso tradicional

Uso moderno

BIOMASSA• USO TRADICIONAL – queima como combustível

com baixa produtividade, tanto em uso industrial/ comercial, como doméstico (preparação de alimen-tos). Origem – florestas naturais (cerrado, caatinga, floresta Amazônica, Mata Atlântica).

• USO MODERNO – queima em fornos com alta eficiência na transformação do calor em energia. Origem: florestas plantadas, restos vegetais e animais (cana, resíduos florestais, gorduras animais, resíduos sólidos etc.)

Energia Primária - 2006

BRASIL

MATRIZ ENERGÉ-

TICA

1990-2012

Emissões CO2 per capita

MATRIZ ELÉTRICA DO BR E MUNDO (%)Matriz Elétrica refere-se à produ-ção de energia elétrica de um país, enquanto a Matriz Energética refere-se a toda a energia consumida por um país.Na tabela ao lado mostra que em 2007 o Brasil utili-zava eletricidade de hidrelétrica (85%) e as outras fontes gerava muito pouca energia elétrica.

Brasil: evolução do consumo de fontes renováveis e não-renováveis – 1990-2012

O crescimento da economia tem acelerado a necessidade de energia e as fontes mais rápidas de serem instaladas são as fontes térmicas, que utilizam combustíveis fósseis.

Matriz energética Renovável e Não-renovável

*OCDE - Organização de Cooperação e Desenvolvi-mento Econômico – repre-senta os países ricos.

*

Fonte: relatório do Ministério de Minas e Energia, 2013.

Energia Eólica - Mundo

A Europa e Estados Unidos (países membros da OCDE) foi onde mais se expan-diu a energia eólica nos últimos anos, com destaque para a China, Estados Unidos e Alemanha, países que mais geram energia elétrica a partir dos ventos.

E 2010, o Brasil sequer aparecia entre os países geradores de energia eólica.

Energia Eólica - Brasil

Após um início lento, a partir de 2013 acele-rou-se a instalação de usinas eólicas, deven-do encerrar 2015 com quase 10000 mw de potência instalada.

Brasil Potencial eólico

As principais áreas para implantação de projetos eólicos no Brasil estão localizados nas regiões NE e S.

Atualmente as principa-is instalações geradoras estão localizadas no li-toral do RN, CE, RS e interior da BA, com rápi-do crescimento entre 2011 e 2015.

ETANOL

Nos três quadros podemos observar a evolução da produtividade da cana-de-açúcar no Brasil.Numa mesma área se aumentou a pro-dução de cana e, ao mesmo tempo, no processo industrial, aumento da quan-tidade de litros de etanol em uma tone-lada de cana.

Ciclo do Etanol e do Biodiesel:

Todo CO2 emitido na queima do combustível é recolhido no pro-cesso de cresci-mento da planta. Assim, é “neutro” em emissão de C.Além do uso dire-to do etanol nos automóveis, a gasolina tem uma mistura de 25% de etanol.

Cana-de-açúcar gigante

Comparado a outros produtos agrícolas, a produtividade da cana nos últimos 50 anos cresceu muito pouco.

No início do Proalcool (déc.70) houve um incentivo à pesquisa, mas nos anos 90 houve poucos avanços.

Atualmente novas variedades estão sendo pesquisadas para aumentar ainda mais a produção.

Ao lado, variedade pesquisada pelo IAC (Instituto Agronômico de Campi-nas) que chega a 6 metros de altura.

Biodiesel• O óleo diesel produzido a partir do petróleo é um

dos maiores emissores de resíduos poluentes na atmosfera;

• Para reduzir essa poluição, no Brasil o óleo diesel é misturado com o biodiesel, produzido a partir de produtos vegetais e gorduras animais;

• Hoje (2015), essa mistura está em 7% de biodiesel e 93% de óleo diesel, mas os produtores defendem o aumento para 10% da composição;

• Isso reduziria o consumo de petróleo e aumentaria a composição de produtos obtidos em curto prazo na natureza.

Usinas Hidrelétricasáreas alagadas/potências

Sobradinho é a maior represa artificial construída pelo homem em todo o planeta. Aparentemente é um lago muito grande para pouca geração de energia (1050mw), mas na realidade, trata-se de uma represa (Sobradinho) construída na sequência de usinas (complexo Paulo Afonso), utilizando o mesmo represamento, totalizando mais de 10000mw de potência total, além de suas águas serem utilizadas para a irrigação de projetos em seu entorno.

Balbina, ao contrário, tem um represamento de mais de 2300km², para uma geração de 250 mw. Trata-se de um erro de planeja-mento na época da sua construção durante o regime militar. O projeto foi feito para abastecer a Zona Franca de Manaus, mas a pouca declividade do terreno não permitiu a construção de uma barragem com maior altura (30 m) e como consequência gerando pouca energia.

Planejado

Outras fontes alternativasLixo – estão sendo estudados processos de queima do lixo urbano, gerando energia elétrica. Nesse caso deve-se desenvolver filtros que evitem a emissão de gases poluentes para o ambiente;Bagaço de cana – a queima desse material também é utilizado na geração de energia elétrica, usada na produção de etanol ou açúcar e o excesso vendido para as empresas de energia;Oceanos – estuda-se o uso das ondas para geração de energia. Um projeto piloto no CE testa a tecnologia;Solar – com a alta da energia, viabilizou a geração de energia nas residências, podendo a energia ser conec-tada à rede elétrica da cidade.

Petrobrás – Offshore (oceanos)Evolução da profundidade da lâmina d’água

Pré-Sal

Camada de Sal

Pós-Sal

Oceano

PRODUÇÃO DE PETRÓLEO NO BRASILAGO-2014-2015