custo da geração de energia elétrica

Universidade Federal de Campina Grande

Centro de Engenharia Eltrica e Informtica

Curso de Graduao em Engenharia Eltrica

CCERO FRANCIVAN SOARES BRAZ FILHO

JLIO CSAR GOMES GALDINO

RODRIGO DE ALMEIDA COELHO

CUSTO DA GERAO DE ENERGIA ELTRICA

Campina Grande, Paraba

Fevereiro de 2015

ii





Trabalho da Disciplina Gerao de Energia

Eltrica, submetido ao Professor Leimar, do

Curso de Graduao em Engenharia Eltrica

da Universidade Federal de Campina Grande

como parte dos requisitos necessrios para a

aprovao na supracitada disciplina.

rea de Concentrao: Gerao de Energia Eltrica

Orientador:

Professor Leimar de Oliveira, M. Sc.

Campina Grande, Paraba

Fevereiro de 2015

iii





Trabalho da Disciplina Gerao de Energia Eltrica,

submetido ao Professor Leimar, do Curso de Graduao

em Engenharia Eltrica da Universidade Federal de

Campina Grande como parte dos requisitos necessrios

para a aprovao na supracitada disciplina.

rea de Concentrao: Gerao de Energia Eltrica

Aprovado em ____ / ____ / _______

Professor Leimar de Oliveira, M. Sc.

Universidade Federal de Campina Grande

Orientador, UFCG

iv

RESUMO

As diversas fontes de energia intrigam diversas pessoas quando se questiona qual

delas melhor ou mais vantajosa. Esse tema pode ser tratado de diversas formas,

considerando os mais diversos aspectos, dentre os quais, atualmente, se destacam a

questo ambiental e econmica. A necessidade de se comparar as diversas fontes de

energia fez surgir critrios para tal. Estes versam sobre os mais diversos cenrios como,

por exemplo, o consumo de gua, a poluio do ar e emisses gasosas, o investimento

por kW, e o consumo de recursos naturais e desmaterializao. Este trabalho discutir os

custos de diversas fontes de energia, traando comparaes entre elas e contextualizando-

as historicamente.

Palavras-chave: Gerao de energia eltrica, custos

v

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1: Energia comercializada no mundo por tipo de combustvel. Fonte: EIA (2010) ..................... 11 Figura 2.2: Produo mundial de eletricidade por combustvel. Fonte: EIA (2010) .................................. 12 Figura 8.1: Desempenho das novas tecnologias para uso de carvo e GN ................................................. 31 Figura 8.2: Estado atual e custos potenciais futuros das tecnologias de energias renovveis .................... 32 Figura 8.3: Custos estimados para novas fontes de gerao ....................................................................... 36 Figura 8.4: Variao regional nos custos das novas fontes de gerao ...................................................... 37 Figura 9.1: Evoluo da oferta e demanda de energia eltrica (ONS) ........................................................ 40 Figura 9.2: Composio das tarifas mdias de fornecimento em 2010 ...................................................... 41 Figura 9.3: Evoluo dos custos de tarifas mdias de fornecimento .......................................................... 42

vi

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1: Nmero de elos das diferentes cadeias da gerao de energia eltrica .................................... 15 Tabela 3.2: Densidade energtica e massa de combustvel anual requerido para gerao eltrica por

diferentes plantas de 1000 MWe de diferentes fontes de energia eltrica .................................................. 16 Tabela 4.1: Critrios e coeficientes de impacto para avaliao das fontes de gerao de energia eltrica . 20

vii

SUMRIO

1 Introduo ............................................................................................................................................. 9

2 Histria e perspectiva de desenvolvimento energtico mundial ......................................................... 10

3 Consideraes sobre desenvolvimento, sustentabilidade e o setor de energia .................................... 12

3.1 Desenvolvimento e sustentabilidade ......................................................................................... 13

3.2 Cadeias produtivas e densidades energticas ............................................................................ 14

3.3 Os impactos socioambientais do setor energtico ..................................................................... 16

4 Critrios de comparao de diferentes fontes de energia eltrica ....................................................... 17

4.1 Critrios para comparao das fontes de energia ...................................................................... 17

4.1.1 Impacto no clima ou emisses de gases do efeito estufa e aquecimento global ................... 17

4.1.2 Uso da terra ou rea ocupada, diminuio da biodiversidade e desmatamento .................... 18

4.1.3 Consumo de recursos naturais e desmaterializao da energia eltrica ................................ 18

4.1.4 Consumo de gua.................................................................................................................. 18

4.1.5 Segurana operacional, riscos de acidentes e bom desempenho tcnico .............................. 18

4.1.6 Poluio do ar e emisses gasosas; chuva cida e poluio trmica; emisso de resduos qumicos perigosos, efluentes lquidos e gasosos; sade humana, toxicidade terrestre e aqutica ..... 19

4.1.7 Investimento por kW e investimento total; custos de combustvel, de operao e de manuteno; tempo de construo; taxas de retorno e juros ............................................................... 19

4.1.8 Eficincia de converso energtica; fator de capacidade mdio ........................................... 19

4.1.9 Soluo para os resduos nucleares, emisso de resduos radioativos e de radionucldeos .. 19

5 Impacto da gerao de energia ........................................................................................................... 20

5.1 Usina hidreltrica ...................................................................................................................... 21

5.2 Usina trmica ............................................................................................................................ 21

5.3 Usina nuclear ............................................................................................................................ 22

5.4 Gerao por energia solar ......................................................................................................... 22

6 Novas tecnologias de gerao e seus impactos no meio ambiente ..................................................... 23

6.1 Biomassa ................................................................................................................................... 23

6.1.1 Impactos ambientais ............................................................................................................. 23

6.2 Elica ........................................................................................................................................ 24


6.3 Solar .......................................................................................................................................... 25

6.4 Geotrmica ................................................................................................................................ 25

6.5 Hidrognio ................................................................................................................................ 26


6.6 Clula a combustvel ................................................................................................................. 26

6.7 Biocombustveis ........................................................................................................................ 27


7 Novas perspectivas para o aproveitamento dos combustveis fsseis ................................................ 28

viii

7.1 Carvo ....................................................................................................................................... 29

7.2 Gs natural ................................................................................................................................ 29

7.3 Desenvolvimento sustentvel .................................................................................................... 29

8 Custos atuais e custos potenciais futuros ............................................................................................ 30

8.1 Custos da eletricidade ............................................................................................................... 30

8.1.1 Custo nivelado de energia ..................................................................................................... 32

8.1.2 Limites do sistema ................................................................................................................ 33

8.1.3 Taxa de desconto .................................................................................................................. 33

8.1.4 Custo marginal de energia eltrica........................................................................................ 34

8.1.5 Custo evitado ........................................................................................................................ 34

8.1.6 Custos externos de fontes de energia .................................................................................... 34

8.2 Custos potenciais futuros .......................................................................................................... 35

9 Evoluo das tarifas de fornecimento no Brasil ................................................................................. 39

10 Concluso ...................................................................................................................................... 43

Referncias Bibliogrficas .......................................................................................................................... 45

9

1 INTRODUO

A necessidade mais bsica dos seres vivos a busca de energia para manter seus

corpos em funcionamento. O atendimento da necessidade fisiolgica predominou na

histria do homem at ele descobrir que poderia controla formas de energia que lhe seriam

teis como o fogo, que representou um marco do domnio do homem sobre as foras

naturais, e o uso da energia trmica para cozinha e aquecer-se (SILVA, CAMARGO,

SORDI & SANTOS, 2003).

A domesticao dos animais possibilitou ao homem a energia mecnica necessria

para o transporte, a agricultura etc. A energia hidrulica dos rios e a elica tambm

passaram a ser utilizadas. Contudo, apenas com o advento da produo capitalista a

energia assumiu uma conotao fundamental na substituio de homens e animais pelas

mquinas.

Desde o domnio do fogo at a revoluo industrial no houve grande evoluo

na utilizao da energia pelo homem. No entanto, com o processo de industrializao a

necessidade de energia aumentou e novas fontes primrias, com maior densidade

energtica, foram introduzidas. Dessa forma, a introduo do carvo mineral marcou o

fim da era da energia renovvel, representada pela madeira e os pequenos

aproveitamentos hidrulicos e elicos, para se iniciar a era no renovvel da energia: a

era dos combustveis fsseis.

A descoberta da eletricidade aliada inveno das mquinas eltricas, juntamente

com a introduo dos veculos automotores, lanou as bases para introduo de uma nova

e moderna sociedade de consumo, caracterizada por uma intensidade energtica jamais

vista na histria da humanidade.

A partir da surge a necessidade de combustveis com maior poder energtico. O

petrleo, o ouro negro, foi quem inicialmente atendeu esse requisito. Foi iniciada uma

nova fase da utilizao dos combustveis para extrao de energia, que pode ser chamada

de fase lquida, que continua at hoje. Aps a Segunda Guerra Mundial a energia

nuclear parecia uma alternativa promissora para a gerao de energia eltrica, contudo o

cenrio sofreu um revs devido aos acidentes nucleares em Chernobyl, na Ucrnia, em

1986 e em Fukushima, no Japo, em 2011.

10

A questo principal escolhida para ser abordada neste trabalho a anlise dos

custos da gerao de energia eltrica, versando sobre diversas fontes de energia eltrica.

2 HISTRIA E PERSPECTIVA DE

DESENVOLVIMENTO ENERGTICO MUNDIAL

O surgimento da mquina a vapor impulsionou a revoluo do modo de produo.

No foi o carvo nem mesmo o petrleo que impulsionaram a industrializao, mas, sim,

a lenha.

Porm, a lenha foi substituda pelo carvo mineral. Este ltimo tem a vantagem

de possuir maior poder calorfico. Particularmente nos EUA o crescimento industrial no

final do sc. XV e a expanso das ferrovias fez com que os norte-americanos procurassem

um substituto para a lenha, pois estava sendo trazida de muito longe e com um custo

maior que no incio. Por outro lado, em Londres, a madeira apresentou um aumento de

consumo como material de construo e, tambm, como combustvel nas indstrias.

A energia hidrulica, utilizada desde a Idade Mdia nos moinhos de gua,

apresentava a necessidade de ser consumida no prprio local onde era produzida. Com o

advento da mquina a vapor, tinha-se maior flexibilidade para a localizao industrial.

O petrleo, por sua vez, era difcil de ser encontrado em quantidade suficiente

para comercializ-lo a preos acessveis. Nas indstrias e nos navios, o leo combustvel

competia com o carvo barato, seu preo era limitado apenas pela capacidade de compra

dos consumidores.

At o incio dos anos 60 o carvo ainda seria utilizado at o momento em que o

petrleo viria a se exceder, depois da Segunda Guerra Mundial, quando assumiu a

liderana no balano energtico dos EUA. Contudo, o petrleo nunca substituiu o carvo,

que continuou aumentando a um ritmo menor, mas somou-se a ele, assim como a

hidroeletricidade e outros combustveis. So atribudos alguns fatores tcnicos para a

ascenso do petrleo: o contedo energtico do petrleo mais alto que o do carvo; por

ser um lquido, possui maior facilidade na extrao, transporte e manipulao; a extensa

e variada gama de derivados que saem do petrleo bruto; seu aproveitamento sem deixar

resduos, o que no acontece com o carvo.

11

O petrleo localiza-se em jazidas muito mais profundas que o carvo. Por conta

disso exige a utilizao de equipamentos mais sofisticados e caros. Contudo, uma vez

encontrado, ele jorra para a superfcie com relativa facilidade, sem demandar grande

mobilizao de mo-de-obra. J o carvo exige intenso trabalho humano por conta da

localizao dos depsitos, que, embora pouco profundo, torna difcil a extrao.

O atual sistema energtico mundial se desenvolveu sem preocupaes com a

otimizao, pois os custos dos combustveis fsseis eram muito baixos at a crise do

petrleo nos anos 70. Atualmente, isso no mais o caso.

O crescimento do consumo energtico mais rpido entre 2007 a 2035 aparecer,

segundo o relatrio do International Energy Outlook, em pases que no esto inseridos

na Organizao para Cooperao Econmica e o Desenvolvimento OECD. No total,

um aumento de 84% para os pases no-OECD, em comparao a 14% no aumento

energtico dos pases da OECD.

Figura 2.1: Energia comercializada no mundo por tipo de combustvel. Fonte: EIA (2010)

O rpido aumento dos preos mundiais de energia, associado s preocupaes

ambientais e a emisses de gases do efeito estufa, conduz a um renovado interesse em

alternativas para os combustveis fsseis, em particular a energia nuclear e os recursos

renovveis apoiados por incentivos governamentais (EIA, 2010).

Entre 2007 e 2035 o consumo mundial de energia renovvel para gerao de

eletricidade crescer a uma mdia de 3% ao ano. O carvo apresenta um aumento na

gerao de eletricidade no sistema (EIA, 2010). Vale ressaltar que esse quadro poder ser

alterado devido a uma eventual legislao futura que venha a reduzir o aumento dos gases

de efeito estufa na atmosfera.

12

Figura 2.2: Produo mundial de eletricidade por combustvel. Fonte: EIA (2010)

A projeo apresentada na Figura 2.2 revela que, embora as fontes renovveis

continuem a constituir uma pequena parte, exceto pela hidreltrica e a elica, as fontes

solar, geotrmica, biomassa, resduos e a maremotriz crescero a um ritmo acelerado ao

longo do perodo considerado da projeo.

Segundo o relatrio, a previso que a energia nuclear se torne competitiva

economicamente, mesmo com os altos custos das usinas. A gerao nuclear tem atrado

interesse por conta da procura no aumento da diversidade da matriz energtica, da

melhoria na segurana energtica e do fato de ser uma alternativa de baixo carbono. A

incerteza nas projees se devem ao aumento do risco de investimento e preocupao

com a proliferao de material nuclear (EIA,2010).

Segundo Goldemberg e Lucon (2008) A forma de acelerar a substituio por

novas fontes de energia e as tecnologias associadas atravs de aes governamentais ou

de subsdios.

As pesquisas apontam um cenrio de transio dos combustveis fsseis, a partir

do ano de 2025, com o advento de energias solares, e tambm demonstram uma

participao mais significativa das fontes renovveis a partir do ano de 2050.

3 CONSIDERAES SOBRE DESENVOLVIMENTO,

SUSTENTABILIDADE E O SETOR DE ENERGIA

13

3.1 DESENVOLVIMENTO E SUSTENTABILIDADE

O desenvolvimento no algo que ocorra naturalmente atravs do relacionamento

livre entre foras de mercado, pois os mercados so apenas mais uma dentre as vrias

instituies participantes do processo de desenvolvimento. O desenvolvimento deve ser

guiado por um processo social que priorize a melhoria efetiva das condies de vida de

uma populao como um todo (REIS & CUNHA, 2006, p.17,18; VEIGA, 2006, p.47,80-

82).

A sustentabilidade um conceito que ganhou ampla visibilidade nas sociedades

se tornando quase que universal e usado com variados significados mas, de alguma forma,

relacionado com a preservao do meio ambiente, do planeta e da vida humana sobre a

Terra, a preocupao com as geraes futuras, com a justia social e com a gesto

democrtica. Os impactos ambientais devem ser minimizados e, principalmente, deve-se

evitar a emisso de gases do efeito estufa (GEE) que contribuem para o aquecimento

global. A gerao e uso da energia se inserem nesta questo por serem importantes para

o desenvolvimento das sociedades e provocarem importantes impactos socioambientais

(GELLER, 2003, p.215; SACHS, 2000, p.36; VEIGA, 2006).

Os danos ambientais, a exausto dos recursos naturais e a perda de capacidade do

planeta em prover um ambiente adequado para o ser humano e para as atividades de

produo podem afetar a produo de hoje e, tambm, do futuro. A humanidade no pode

ultrapassar a capacidade regenerativa da natureza para atender ao crescimento

populacional e da gerao de bens (VEIGA, 2006, p.165,172).

Supe-se que o desenvolvimento cientfico e tecnolgico poder contornar, no

futuro, os danos ambientais como, por exemplo, o aquecimento global ou a soluo do

problema dos resduos radioativos. O risco associado a esta proposio est no

requerimento de que ocorrero os avanos cientficos e tecnolgicos no tempo necessrio

para viabilizar o uso de novos recursos naturais ou para estabilizar as variveis do sistema

Terra assegurando a vida dos seres vivos (CEPAL, 2003, p.27,28; VEIGA, 2006,

p.138,140).

O conceito de desenvolvimento sustentvel divide opinies. Existe a dificuldade

de definir se determinada fonte limpa. Os critrios podem variar consideravelmente:

uma fonte pode ser considerada renovvel de acordo com o tempo de recuperao da

matria usada na gerao de eletricidade; uma fonte pode ser considerada limpa ou suja

14

em relao quantidade e periculosidade daquilo que disposto no ambiente e como

impacta o ambiente. Tais fatores evidenciam o motivo de discutir essas questes neste

trabalho.

3.2 CADEIAS PRODUTIVAS E DENSIDADES ENERGTICAS

A cadeia produtiva das fontes energticas e suas caractersticas fsicas especficas

devem ser consideradas no tocante avaliao dos impactos ambientais das fontes de

energia. Emisses e outros impactos ambientais relacionados energia so subprodutos

da converso, transporte (incluindo extrao/refinamento, gerao de eletricidade e

transporte direto de produtos energticos em dutos, fios eltricos, navios etc.) e do uso

final de energia por diversos setores como o prprio setor de transportes, construo civil,

indstria, agricultura, silvicultura etc. (IPCC, 2007, p.257).

A depender da fonte, as cadeias envolvem mais problemas ambientais (como nas

refinarias petrolferas), complexidades operacionais (como na cadeia nuclear pelos

procedimentos sofisticados visando a proteo contra radiaes) e consumo elevado de

energia do que outras. Ainda deve-se tambm considerar a eliminao dos resduos,

transporte da eletricidade e sua distribuio, pois os impactos de toda a cadeia energtica

podem afetar a sociedade como um todo (BRASIL, 2007f, p.217; SCHEER, 2002, p.45).

A cadeia global das fontes desde a extrao at o consumidor final envolve, no

mnimo 10, elos para as fontes fsseis e 14 para a nuclear (ou 17 se houver

reprocessamento/reciclagem do combustvel). No caso da fonte hdrica, aps a construo

da represa existem, 5 elos na cadeia de produo de energia: captao de gua; queda da

gua represada; rotao da turbina hidrulica; gerao de corrente eltrica; transporte e

distribuio. J as fontes solar e elica apresentam 3 elos quando utilizadas em gerao

distribuda e elimina-se a etapa de transporte de energia. Alm disso, h as cadeias

interiores de transformao energtica, as quais podem ser muito complexas e compostas

por diversos recursos tecnolgicos. Na cadeia interior fssil, por exemplo, h a

transformao do combustvel na cmara de combusto para extrao de energia trmica.

Na sequncia, h a transformao termodinmica geradora de vapor; este gira as turbinas

que geram energia mecnica que gera corrente eltrica. O mesmo vale para biomassa. Em

relao nuclear, a diferena est na existncia de um reator nuclear com urnio irradiado

no lugar da cmara de combusto (SCHEER, 2002, p.81).

15

Quanto mais curta uma cadeia de gerao de energia de uma fonte energtica,

menor impacto tende a causar. A Tabela 3.1 apresenta o nmero de elos na cadeia de

gerao de energia eltrica de vrias fontes.

Tabela 3.1: Nmero de elos das diferentes cadeias da gerao de energia eltrica

Cadeia de energia eltrica Nmero de elos

Nuclear 17

Petrleo 10

Gs Natural 10

Carvo 10

Biomassa 8

Hidroeltrica 5

Elica 3

Outro fator importante que afeta este tipo de anlise a densidade energtica das

fontes. Fontes de alta densidade de energia exigem menores volumes de recursos naturais

e perturbam menos o meio ambiente, seja na extrao dos recursos naturais ou na

eliminao dos resduos gerados durante e aps a gerao de energia.

A Tabela 3.2 apresenta a densidade energtica (quantidade de energia por unidade

de peso) de algumas fontes de energia em termos de energia por unidade de massa na

gerao de eletricidade e a massa de combustvel requerida anualmente para plantas de

1000 MWe de diferentes fontes de energia eltrica.

16

Tabela 3.2: Densidade energtica e massa de combustvel anual requerido para gerao eltrica por

diferentes plantas de 1000 MWe de diferentes fontes de energia eltrica

Fonte de energia eltrica Densidade energtica (kWh/kg) Massa (t)

Nuclear (com reprocessamento) 3.500.000 --

Nuclear (sem reprocessamento) 50.000 30

Gs natural 3,48 2.520.102

Petrleo (leo diesel) 2,82 3.110.050

Petrleo (leo comb.) 4 2.000.000

Carvo 1,53 5.720.543

Biomassa (bagao de cana) 0,340 25.782.352

Biomassa (lenha) 1 3.400.000

O combustvel de menor densidade energtica a biomassa. Os combustveis

fsseis geralmente tm densidades energticas cerca de dez vezes mais elevada. A fonte

nuclear a que possui a maior densidade energtica, requerendo muito menos matria-

prima da natureza do que as fontes fsseis para gerar a mesma quantidade de energia e,

assim, contribuindo para a desmaterializao da gerao de energia eltrica.

3.3 OS IMPACTOS SOCIOAMBIENTAIS DO SETOR ENERGTICO

A maioria dos impactos socioambientais e emisses para o ambiente ligados

energia so produzidos durante a gerao e uso da energia eltrica. Alm destes impactos,

o deslocamento populacional, as implicaes econmicas e sociais, as perturbaes na

regio dos empreendimentos etc. so considerados.

Os impactos socioambientais do setor energtico tm origem nas vrias etapas dos

processos que envolvem energia. Todas as fontes primrias de energia passam por etapas

semelhantes de prospeco, explorao, extrao, refino e so transformadas em formas

adequadas para o uso pela sociedade como calor, eletricidade e combustveis slidos,

lquidos ou gasosos.

Mais detalhes sobre os impactos da gerao de energia eltrica sero abordados

na seo 8.

17

4 CRITRIOS DE COMPARAO DE DIFERENTES

FONTES DE ENERGIA ELTRICA

A cautela deve ser fundamental na comparao de diferentes fontes de energia.

Questes ambientais, sociais e econmicas, alm da cadeia produtiva e do ciclo de vida

so critrios de comparao.

Questes ambientais fazem referncia aos danos ao meio ambiente que podem

comprometer a capacidade do planeta para prover condies adequadas para a vida em

sua superfcie. De forma anloga, as atividades do homem devem tambm ser

consideradas, pois devem minimizar os danos sociais, como, por exemplo, os danos

sade e s atividades de lazer da populao, o consumo de gua etc. A questo econmica

principal fator em muitas ocasies deve ser considerada a fim de gerar energia a baixo

custo.

4.1 CRITRIOS PARA COMPARAO DAS FONTES DE ENERGIA

As fontes de energia causam, em diferentes intensidades, diversos impactos

socioambientais. Podem ser citados como impactos o aquecimento global, a poluio do

ar, a imobilizao de grandes reas, uso de gua, diminuio da biodiversidade e

ecossistemas, desmatamentos, chuva cida, gerao de resduos slidos indesejveis,

desertificaes e danos sade da populao etc.. Alm destes impactos, a questo

econmica tambm fundamental para a avaliao das fontes de energia.

O impacto econmico geralmente avaliado em termos do custo da gerao de

energia, custo de investimento de capital para construo dos sistemas de gerao de

energia e custo de combustvel etc.

4.1.1 IMPACTO NO CLIMA OU EMISSES DE GASES DO EFEITO ESTUFA E AQUECIMENTO

GLOBAL

Este critrio diz respeito emisso de CO2. Independentemente da discusso se o

clima vai variar devido emisso de CO2 este critrio considerado importante.

18

4.1.2 USO DA TERRA OU REA OCUPADA, DIMINUIO DA BIODIVERSIDADE E

DESMATAMENTO

O uso da terra para a gerao de energia eltrica impede que ela seja utilizada para

outros fins. A rea ocupada normalmente altera profundamente o ecossistema

previamente existente, produz desmatamentos e pode impactar sobre a biodiversidade.

O impacto pode ser considerado desprezvel caso a rea seja em uma regio

remota ou rida como um deserto ou topo de montanha.

A varivel considerada na avaliao deste critrio a rea ocupada para a gerao

de energia.

4.1.3 CONSUMO DE RECURSOS NATURAIS E DESMATERIALIZAO DA ENERGIA

ELTRICA

Este critrio faz referncia ao montante de recursos naturais necessrio para a

gerao de energia eltrica e que perturba o meio ambiente, seja durante a extrao do

recurso natural, seja aps seu uso quando retornam ao meio ambiente (ar, gua e solo)

como resduos.

A fonte solar no requer matria para a gerao de energia, as fontes elica e

hidrulica utilizam matria, mas praticamente no a modificam quando retornam ao meio

ambiente. Um contraste so as fontes no renovveis e a biomassa que produzem fortes

impactos sobre o meio ambiente, processando importantes quantidades de matria.

A varivel considerada para a avaliao deste critrio a massa de recursos

naturais requerida para gerar uma unidade de energia e que perturba fortemente o

ambiente.

4.1.4 CONSUMO DE GUA

A gua um recurso essencial para o meio ambiente e a sociedade. A sua escassez

define a varivel considerada neste critrio: a taxa de consumo de gua requerida pelas

fontes para gerar energia.

4.1.5 SEGURANA OPERACIONAL, RISCOS DE ACIDENTES E BOM DESEMPENHO TCNICO

19

O risco de acidentes deve ser evitado sempre. O grande impacto de determinadas

tecnologias sobre o ambiente e a populao evidencia ainda mais a importncia deste

critrio. A varivel considerada o nmero de fatalidades causadas por acidentes no setor

de gerao de energia eltrica.

4.1.6 POLUIO DO AR E EMISSES GASOSAS; CHUVA CIDA E POLUIO TRMICA;

EMISSO DE RESDUOS QUMICOS PERIGOSOS, EFLUENTES LQUIDOS E GASOSOS;

SADE HUMANA, TOXICIDADE TERRESTRE E AQUTICA

Estes critrios dizem respeito ateno com o meio ambiente e tambm o ser

humano. A varivel para avaliao destes critrios a morbidade humana causada pela

poluio.

4.1.7 INVESTIMENTO POR KW E INVESTIMENTO TOTAL; CUSTOS DE COMBUSTVEL, DE

OPERAO E DE MANUTENO; TEMPO DE CONSTRUO; TAXAS DE RETORNO E

JUROS

Estes critrios compem o critrio Custo direto de gerao eltrica. A varivel

escolhida o custo final da energia incluindo custo de investimento, combustvel,

operao e manuteno.

4.1.8 EFICINCIA DE CONVERSO ENERGTICA; FATOR DE CAPACIDADE MDIO

Estes critrios mensuram a eficincia tcnica e a disponibilidade da fonte de

gerao de energia eltrica.

Fator de capacidade mdio o percentual sobre a gerao mxima que uma dada

fonte de energia consegue gerar ao longo do tempo.

Relacionados eficincia tcnica e econmica da fonte de gerao, estes critrios

so considerados importantes. A varivel para avaliao o produto da eficincia

energtica pelo fator de capacidade mdio.

4.1.9 SOLUO PARA OS RESDUOS NUCLEARES, EMISSO DE RESDUOS RADIOATIVOS

E DE RADIONUCLDEOS

20

Este critrio reflete a preocupao da sociedade em relao energia nuclear. A

varivel a morbidade causada pela dose de radiao anual que indivduos da sociedade

e trabalhadores so submetidos devido gerao de energia pelas fontes de energia.

A Tabela 4.1 resume os critrios e identifica os coeficientes de impacto das fontes

de energia eltrica para as dimenses social, ambiental e econmica.

Tabela 4.1: Critrios e coeficientes de impacto para avaliao das fontes de gerao de energia eltrica

Dimenso Critrio considerado Coeficiente de impacto relacionado ao

critrio

Ambiental

Aquecimento global Emisso de CO2 equivalente (kg CO2eq/MWh)

rea imobilizada (rea x tempo) rea imobilizada (m.ano/MWh)

Consumo de matria-prima e

desmaterializao da gerao

eltrica

Massa de material fortemente perturbador do

meio ambiente usado como insumo energtico

(kg/MWh)

Uso de gua Consumo de gua (m/MWh)

Social

Radiao, poluentes e sade

humana Morbidade humana (morbidade/MWh)

Segurana e riscos de acidentes Fatalidade em acidentes (nmero de mortes)

Econmica

Custo direto de gerao de energia Custo direto final da energia ($/MWh)

Eficincia energtica e operacional Produto entre eficincia energtica e fator de

capacidade (adimensional)

5 IMPACTO DA GERAO DE ENERGIA

Existem diversas formas de impacto na gerao de energia, em especial a eltrica,

assim como seus impactos socioambientais. Vem crescendo a conscientizao de que a

vida na terra necessita de recursos ambientais para manter o equilbrio, ao mesmo tempo

que o homem tambm precisa de energia eltrica para o seu desenvolvimento, precisa

encontrar forma de energia alternativa para suprir essa necessidade de forma que no

degrade e preserve tais recursos naturais.

Devido ao aumento populacional e ao grande aumento no consumo per capita,

principalmente em pases industrializados, as agresses ao meio ambiente se tornaram

mais significantes aps a Revoluo Industrial indicando-se assim uma explorao

desregrada dos recursos naturais.

21

Os impactos da gerao de energia eltrica na natureza podem ser dos mais

variados tipos, dependendo da forma de gerao, e embora praticamente todos os tipos de

gerao de energia, de algumas formas tragam impactos negativos ao meio ambiente, a

energia precisa continuar sendo gerada para poder atender o crescimento da populao e

suas necessidades de desenvolvimento e sobrevivncia.

Abaixo apresentamos os impactos ambientais das principais fontes de gerao de

energia.

5.1 USINA HIDRELTRICA

A energia eltrica proveniente de Usinas Hidreltricas gerada a partir do

aproveitamento da fora das guas de um rio ou barragem. Este processo realizado

atravs da movimentao das ps de uma turbina pela passagem das guas e em cujo eixo

est acoplado um gerador. O giro da turbina possibilita que o gerador converta a energia

do movimento das guas em energia eltrica.

Os principais impactos ambientais negativos de usinas hidreltricas so:

i. Inundam reas extensas de produo de alimentos e florestas;

ii. Alteram fortemente o ambiente e com isso prejudicam muitas espcies de

seres vivos, exemplo: interferem na migrao e reproduo de peixes;

iii. Alteram o funcionamento dos Rios;

iv. Geram resduos nas atividades de manuteno de seus equipamentos.

5.2 USINA TRMICA

Produzem energia eltrica atravs de um gerador que impulsionado pela queima

de combustvel. Ao queimar, o combustvel aquece uma caldeira com gua, produzindo

vapor com uma presso to alta que move as ps de uma turbina, que por sua vez aciona

o gerador.

O combustvel para as usinas trmicas pode ser carvo, leo, gs natural e

madeira.

Os principais impactos ambientais negativos de usinas trmicas so:

22

i. Emitem gases que contribuem para o efeito estufa, tais como o dixido de

carbono;

ii. No caso das usinas trmicas a carvo e leo, tambm h emisso de xidos

de enxofre e nitrognio, que, se liberados na atmosfera, podem ocasionar

chuvas cidas prejudiciais agricultura e florestas;

iii. Geram resduos nas atividades de manuteno de seus equipamentos.

5.3 USINA NUCLEAR

A produo de energia nuclear uma forma de se obter energia eltrica em larga

escala. Essa energia pode ser obtida atravs da fisso nuclear do urnio, do plutnio ou

do trio, ou ainda, da fuso nuclear do hidrognio.

As usinas nucleares so usinas trmicas que aproveitam a energia do urnio e do

plutnio. Embora sejam muito seguras, apresentam o risco de acidentes que causem

vazamento de radiao para o meio ambiente, os quais apresentam consequncias

gravssimas.

O principal impacto ambiental das usinas nucleares a gerao de lixo atmico,

com certeza forma de gerao mais perigosa para os seres vivos e o meio ambiente em

geral. Um vazamento em uma dessas usinas poder contaminar uma grande rea com

material radioativo, que alm de destruir tudo o que encontrar, vai levar milhares de anos

para se descontaminar.

5.4 GERAO POR ENERGIA SOLAR

Consiste na converso direta da luz do sol em energia eltrica, este processo

realizado por equipamentos geralmente chamados de painis fotovoltaicos. O Sol irradia

sobre a Terra anualmente algo equivalente a 10 mil vezes a energia consumida pela

populao mundial no mesmo perodo.

O aproveitamento da energia solar tem ocorrido em baixa escala, pois o custo de

produo dos painis elevado. A eletricidade gerada por luz solar causa baixo impacto

ambiental, o qual restringe-se a matria-prima necessria para a construo dos painis

fotovoltaicos.

23

6 NOVAS TECNOLOGIAS DE GERAO E SEUS

IMPACTOS NO MEIO AMBIENTE

O desenvolvimento de novas tecnologias de converso e os melhoramentos nas

atualmente utilizadas so os objetivos principais do empenho de governos, indstrias e da

sociedade em geral para atingir a sustentabilidade, logo abordaremos algumas das novas

tecnologias que esto em desenvolvida e em desenvolvimento na atualidade.

6.1 BIOMASSA

A massa total dos organismos vivos numa rea constituindo uma importante

reserva de energia formada por hidratos de carbono, Nesse processo so utilizadas

matrias orgnicas diversas, como, por exemplo, restos de alimentos, esterco, resduos

pecurios, resduos agrcolas, resduos florestais etc.

Dentre as muitas vantagens do uso de biomassa para a produo de energia,

podemos citar:

i. O baixo custo;

ii. O fato de ser uma fonte renovvel;

iii. A capacidade de reaproveitamento de resduos

iv. O fato de ser menos poluente se comparada s tradicionais fontes no

renovveis, como o carvo e o petrleo.

6.1.1 IMPACTOS AMBIENTAIS

Os impactos ambientais mais acentuados so: para o caso dos biocombustveis,

que necessitam de grandes plantaes para o desenvolvimento de sua matria prima; a

contaminao do solo e de mananciais pelo uso de agrotxicos, a destruio do solo pela

eroso, a poluio proveniente da queima da biomassa etc.

24

6.2 ELICA

A energia elica uma energia limpa mas no to barata para a produo de

eletricidade. Alm disso, reduz a nossa dependncia de combustveis fsseis que so

importados e contribui para a reduo de gases de efeito estufa e outros efeitos adversos

de poluio.

Uma das desvantagens na gerao da energia elica est relacionada com a

intermitncia do vento. A rede eltrica tem que ajustar-se continuamente ao fornecimento

e procura, para manter a presso (isto a tenso) constante no sistema. Quando a

procura aumenta o fornecimento tem que aumentar necessariamente e quando a procura

baixa o fornecimento tem que tambm baixar.

Outra desvantagem a variabilidade na gerao, que implica uma flutuao em

torno de uma certa linha bsica (como a variao da procura de eletricidade ao longo do

dia), a intermitncia implica algo que frequentemente comea e para. A energia elica ,

portanto tanto intermitente como varivel.

A fonte energtica que a energia elica poderia eventualmente substituir a

energia hdrica (que tambm renovvel), e esta j livre de emisses de CO2.


Um dos aspectos ambientais a ser enfatizado diz respeito localizao dos parques

elicos em reas situadas em rotas de migrao de aves.

Os parques elicos podem trazer impactos negativos para algumas espcies.

Entretanto, estes impactos podem ser reduzidos a um nvel tolervel por meio do

planejamento do futuro da gerao elica, considerando aspectos de conservao da

natureza (EWEA, 2004) como "evitar a instalao de parques elicos em reas

importantes de habitat; evitar reas de corredor de migrao; adotar arranjo adequado das

turbinas no parque elico; usar torres de tipos apropriados (tubulares); e utilizar sistemas

de transmisso subterrneos".

O impacto sobre o solo ocorre de forma pontual rea de instalao da base de

concreto onde a turbina instalada. Vrios testes de compactao do solo so feitos para

avaliao das condies de instalao de cada turbina. Por no haver uso de combustveis

fsseis, o risco de contaminao do solo por resduo lquido devido operao e

manuteno de parques elicos reduzido ou quase nulo.

25

6.3 SOLAR

A energia solar se distingue como inesgotvel e considerada uma alternativa

energtica muito promissora para enfrentar os desafios da expanso da oferta de energia

com menor impacto ambiental.

As vantagens da energia solar ficam evidentes quando os custos ambientais de

extrao, gerao, transmisso, distribuio e uso final de fontes fsseis de energia so

comparados aos da gerao por fontes renovveis, como elas so classificadas.

Os impactos ambientais importantes ocorrem em duas fases: na fase da produo

dos mdulos, que uma tecnologia intensa em energia; e no fim da vida til, aps 30 anos

de gerao, no momento do descomissionamento da planta, quando parte reciclada e o

restante disposto em algum aterro sanitrio.

6.4 GEOTRMICA

a energia obtida a partir do calor proveniente da Terra, mais precisamente do

seu interior. Funciona graas capacidade natural da Terra e/ou da sua gua subterrnea

em reter calor.

A vantagens so:

i. Limpa - centrais geotrmicas, como vento e centrais solares, no tm de

queimar combustveis para manufaturar o vapor para mover as turbinas;

ii. No prejudica a terra - A rea de terreno necessria para centrais

geotrmicas mais pequena por megawatt do que para quase cada outro

tipo de centrais;

iii. Confivel - As centrais geotrmicas so projetadas para funcionar 24

horas por dia, durante todo o ano. Uma central geotrmica situa-se

diretamente por cima da sua fonte de combustvel;

iv. Flexvel - As centrais geotrmicas podem ter desenhos modulares, com

unidades adicionais instaladas em incrementos quando necessrio para

se ajustar crescente procura de eletricidade.

26

Os impactos ambientais so sentidos somente nos arredores da fonte de energia

devido ao fluido geotrmico que transmitido a longas distncias atravs de dutos.

Na maioria das vezes os fluxos geotrmicos contm gases dissolvidos, e esses

gases so liberados para a atmosfera, junto com o vapor de gua. Na maioria so gases

sulfurosos (H2S), com odor desagradvel, corrosivos e com propriedades nocivas sade

humana.

H a possibilidade de contaminao da gua nas proximidades de uma usina

geotrmica, devido natureza mineralizada dos fluidos geotrmicos e exigncia de

disposio de fluidos gastos.

6.5 HIDROGNIO

Como combustvel e fonte de energia est sendo pesquisado em vrios pases do

mundo, constituindo uma terceira gerao de combustveis cuja entrada em operao

comercial prevista para o ps-2030.

O hidrognio apresenta algumas vantagens: traz benefcios ambientais (em sua

combusto gera apenas vapor d'gua como subproduto, e no compostos de carbono que

causam emisses de gases de efeito estufa); e um recurso ilimitado (que, combinado

com o oxignio, na forma de gua, existe em grande quantidade).

E sua produo a partir de recursos renovveis ainda no economicamente

competitiva; e as tecnologias para eliminao completa de carbono do ciclo produtivo

ainda esto em desenvolvimento.


O processo causa impacto na toxicidade humana, na gerao de compostos

acidificantes e na formao de oxidantes fotoqumicos devido ao NOx. Existe tambm

impacto, em funo do Gs Carbnico presente, no aumento do aquecimento global.

6.6 CLULA A COMBUSTVEL

Uma tecnologia que utiliza o hidrognio e o oxignio para gerar eletricidade e

vapor dgua resultante do processo qumico envolvido na clula. A importncia da clula

27

est na sua alta eficincia, que pode superar 80%, e na ausncia de emisso de poluentes

quando se utiliza o hidrognio puro. Ainda, o processo de gerao de energia bastante

silencioso. Por isso, as clulas a combustvel so consideras como combustvel verde.

Os impactos so os mesmos gerados pelo hidrognio que pode ser obtido a partir

de diversas fontes renovveis e tambm a partir de recursos fsseis, mas com muito menor

impacto ambiental.

6.7 BIOCOMBUSTVEIS

Os biocombustveis so produzidos base de plantas energticas, como o caso

do milho, dos cereais, das beterrabas aucareiras e das plantas oleaginosas.

Os mais utilizados so o biodiesel, fabricado a partir de soja ou de colza, o

bioetanol, produzido base de milho ou de beterraba, e os leos vegetais puros.

Essencialmente utilizados no setor dos transportes, os biocombustveis podem ser

utilizados puros em motores adaptados para o efeito, ou misturados com diesel ou com

gasolina.


Acentua o aquecimento global, pois a produo de biocombustveis consome

muita energia e baseia-se em culturas intensivas, que produzem um gs com efeito de

estufa, o xido de azoto. Alm disso, muitas das terras utilizadas para o cultivo das plantas

eram anteriormente regies com grande capacidade de absoro de CO2, como o caso

das florestas tropicais. Para se ter uma ideia da extenso e do impacto dos efeitos

perversos dos biocombustveis, basta analisar a deflorestao da Amrica Central e da

sia.

Outras desvantagens dizem respeito poluio provocada pelas culturas

intensivas, ao elevado consumo de gua e perda da diversidade biolgica e dos habitats

alimentares. Existe ainda o receio de que a utilizao das culturas para produo de

biocombustveis venha a provocar a falta e o consequente aumento do preo dos produtos

agroalimentares.

28

7 NOVAS PERSPECTIVAS PARA O

APROVEITAMENTO DOS COMBUSTVEIS FSSEIS

O mundo enfrenta uma dupla ameaa no setor da energia: a inexistncia de uma

oferta segura e adequada de energia a preos acessveis; e, os danos infligidos ao ambiente

pelo excessivo consumo de energia. Uma estratgia integrada das polticas energtica e

ambiental dever encontrar um ponto de equilbrio entre a viabilidade tcnico-econmica

e as condicionantes ambientais, tendo em considerao a relao custo-eficcia e o

desenvolvimento social e econmico na promoo de um desenvolvimento sustentvel,

no perdendo de vista a segurana do abastecimento e a sua competitividade.

So vrios os conjuntos de condies associados ao consumo e utilizao da

energia.

i. Geopolticos - pesam enormemente no setor da energia e na

disponibilidade de recursos energticos. A Europa em geral e Portugal em

particular dependem das importaes destes recursos, que esto quase

exclusivamente associadas aos combustveis fsseis.

ii. Ambientais - so fundamentais e, hoje em dia, a opo passa por

privilegiar a produo sustentada da energia eltrica a partir de energias

limpas e fontes renovveis. Os combustveis fsseis apresentam

numerosos problemas ambientais ligados ao seu transporte,

armazenamento e combusto. Porm, as novas tecnologias, apontam para

sistemas industriais cada vez mais eficientes e mais rigorosos em termos

ambientais;

iii. Geolgicos - so preocupantes, pois todos os indicadores apontam para

que daqui a cinquenta anos, quase no haver petrleo nem gs ou que a

sua extrao ser muito cara, implicando preos incomportveis.

Os combustveis fsseis, tal como todos os recursos naturais, so escassos e devem

ser geridos de modo a consumir apenas as quantidades necessrias, procurando

29

alternativas que reduzam a dependncia de bens que podem no existir em quantidade

suficiente no futuro. Uma gesto controlada dos combustveis fsseis e consequentemente

do consumo de energia, gua e consumveis traduzem-se na aposta de um desempenho

eficiente e numa contnua reduo de custos.

7.1 CARVO

Uma vez que o carvo no apresenta, a curto e mdio prazo, grandes problemas

de aprovisionamento, o futuro do carvo depende largamente do desenvolvimento de

tcnicas que permitam facilitar a sua utilizao e reduzir o seu impacto ambiental em

termos de emisses poluentes com a implementao de tecnologias de combusto mais

limpa e eficiente e a captura e sequestrao do CO2.

7.2 GS NATURAL

O gs natural tornou-se um vetor energtico de largo espectro, de fcil utilizao,

graas sua distribuio em rede, penetra atualmente em todos os sectores de energia,

sejam eles a eletricidade, a produo de energia trmica ou, at mesmo, os transportes.

As reservas mundiais de gs so abundantes melhor repartidas que o petrleo, mas

esto concentradas em duas regies, CEI (Comunidade dos Estados Independentes) e

Mdio Oriente, nas quais a produo de gs dever aumentar consideravelmente durante

os prximos anos. O gs natural , sem dvida, o combustvel fssil mais limpo. A sua

combusto no emite dixido de enxofre (SO2) nem partculas, sendo as emisses de

monxido de carbono (CO), hidrocarbonetos reativos, xido de azoto (NOx) e dixido de

carbono menores comparativamente com os outros combustveis fsseis (cerca de metade

em comparao com o carvo).

7.3 DESENVOLVIMENTO SUSTENTVEL

O grande desafio para reduzir as consequncias ambientais passa por: diminuir o

consumo, a nvel mundial, dos combustveis fsseis atravs da poupana de energia;

utilizar a energia primria de modo mais eficiente; desenvolver as energias renovveis;

30

incrementar novas tecnologias de produo de energia; e, recorrer a processos de captura

do CO2 produzido por combusto e sua sequestrao em reservatrios geolgicos

No Cenrio de Referncia Global estima-se que at 2030 a procura mundial de

energia primria cresa ligeiramente acima de metade do valor atual, o que corresponde

a um crescimento anual de 1,6%. O petrleo passa a ter menos peso no conjunto global

de combustveis, embora mantenha a sua liderana at 2030. Se no for controlada, a

procura crescente de petrleo e de gs levar a uma maior vulnerabilidade dos pases

consumidores no caso de uma grave crise na oferta com o consequente choque de preos

destes combustveis. Neste cenrio, prev-se, ainda, um crescimento de 55% das emisses

de CO2 relacionadas com a energia, isto , um crescimento de 1,7% por ano.

No que diz respeito Polticas Alternativas, a procura mundial de energia primria

em 2030 ser cerca de 10% inferior procura do Cenrio de Referncia um valor

aproximado ao consumo total atual da China. Em contraste com o Cenrio de Referncia,

as importaes de petrleo da OCDE param de crescer por volta de 2015, entrando depois

em declnio. Em 2015 as emisses de dixido de carbono ligadas produo de energia

diminuem 1,7 Gt, ou seja 5%, e em 2030, diminuem 6,3 Gt ou seja, descem 16% em

comparao com o Cenrio de Referncia. Nos dois Cenrios, os combustveis fsseis

continuaro a ser a principal fonte mundial de energia at 2030.

8 CUSTOS ATUAIS E CUSTOS POTENCIAIS FUTUROS

8.1 CUSTOS DA ELETRICIDADE

O custo da eletricidade gerado por diferentes fontes um clculo do custo de

gerao de energia eltrica no ponto de conexo com uma rede de carga ou eletricidade.

Ele inclui o capital inicial, taxa de desconto, bem como os custos de operao contnua,

combustvel e manuteno. Este tipo de clculo auxilia os polticos, investigadores e

outros para orientar as discusses e tomada de deciso.

Para o clculo dos custos, vrios fatores de custo interno tm de ser consideradas.

Os custos de capital - tendem a ser baixos para estaes de energia de combustveis

fsseis; alta para turbinas elicas, energia solar fotovoltaica; muito alto para os resduos

31

de energia, das ondas e das mars, energia solar trmica e nuclear. Os custos de

combustvel - altos para fontes de combustveis fsseis e de biomassa, de baixo para

nuclear, e zero para muitas energias renovveis. Fatores como os custos de resduos (e

problemas associados) e diferentes custos de seguros no esto includos no seguinte.

Para avaliar o custo total de produo de eletricidade, os fluxos de custos so convertidos

em um valor presente lquido, utilizando o valor do dinheiro no tempo. Estes custos so

todos reunidos utilizando fluxo de caixa descontado.

As Figuras 8.1 e 8.2. apresentam quadros-resumo dos custos de eletricidade.

Figura 8.1: Desempenho das novas tecnologias para uso de carvo e GN

32

Figura 8.2: Estado atual e custos potenciais futuros das tecnologias de energias renovveis

8.1.1 CUSTO NIVELADO DE ENERGIA

Custo de Energia Nivelado (LEC, Levelized Cost of Energy) o preo pelo qual a

eletricidade deve ser gerada a partir de uma fonte especfica durante a vida til do projeto.

uma avaliao econmica do custo do sistema de gerao de energia, incluindo todos

os custos ao longo de seu ciclo de vida: investimento inicial, operao e manuteno,

custo de combustvel, custo de capital, e muito til para o clculo dos custos de gerao

de diferentes fontes. Ele pode ser definido numa nica frmula como:

=

+ + (1 + )

=1

(1 + )=1

Onde,

LEC = Custo de gerao mdio de eletricidade;

It = As despesas de investimento no ano t;

Mt = Operaes e gastos de manuteno no ano t;

33

Ft = Gastos com combustvel no ano t;

t = Gerao de Eletricidade no ano t;

r = taxa de desconto;

n = Tempo de vida do sistema.

Normalmente LEC so calculados sobre 20 a 40 vezes no ano, e so dadas nas

unidades de moeda por quilowatt-hora, por exemplo R$/ kWh ou US$/ kWh ou por

megawatt-hora. No entanto, deve-se tomar cuidado ao se comparar diferentes estudos

LEC para uma determinada fonte de energia, pois so altamente dependentes de

hipteses, o financiamento termos e implantao tecnolgica analisada. Em particular,

assume-se que o fator de capacidade de gerao de eletricidade tem um impacto

significativo sobre o clculo do LEC; por exemplo, a Energia Solar pode ter um fator de

capacidade de gerao de eletricidade to baixo quanto 10%, dependendo da localizao.

Assim, um requisito fundamental para a anlise uma declarao clara da aplicabilidade

da anlise baseada em pressupostos justificados. Apesar de o LEC ser um meio pobre de

comparar fontes de eletricidade, pois esconde os custos adicionais, tais como a

necessidade de operar com frequncia subestaes de energia, incorridos devido ao uso

de fontes de energia intermitentes, como a energia elica. No entanto, amplamente

utilizado.

8.1.2 LIMITES DO SISTEMA

Ao comparar LEC para sistemas alternativos, muito importante para definir os

limites do "sistema" e os custos que esto includos nele. Por exemplo, deve-se incluir

custos de linhas de transmisso e os custos dos sistemas de distribuio? Tipicamente,

apenas os custos da ligao da fonte geradora para o sistema de transmisso includo

como um custo do gerador, custos de impacto a sade pblica devem sem includos?

tarifas e encargos devem ser includos no clculo do LEC?. A anlise cuidadosa deve ser

dada possibilidade ou no esses custos devem ser includos no custo da energia.

8.1.3 TAXA DE DESCONTO

Outra questo fundamental a deciso sobre o valor da taxa de desconto r. O valor

que escolhido para r muitas vezes pode "pesar" a deciso no sentido de uma opo ou

34

outra, de modo que a base para a escolha do desconto deve claramente ser cuidadosamente

avaliados. Veja taxa interna de retorno. Um estudo do governo do Reino Unido em 2011

concluiu que a taxa de desconto apropriada para analisar os programas do governo do

Reino Unido no era o custo real do capital, mas de 3,5%.

8.1.4 CUSTO MARGINAL DE ENERGIA ELTRICA

A avaliao econmica mais dizendo pode ser o custo marginal da eletricidade.

Este valor serviria o propsito de comparar o custo adicional de aumentar a gerao de

eletricidade em uma unidade a partir de diferentes fontes de gerao de eletricidade.

8.1.5 CUSTO EVITADO

A Administrao de Informao de Energia dos Estados Unidos alertou que o LEC

de fontes renovveis como a elica ou solar deve ser comparado com o custo de energia

evitado e no o LEC de fontes como os combustveis fsseis ou geotrmica. Isso ocorre

porque a introduo de fontes de energia flutuantes pode ou no evitar custos de fontes

no renovveis de reserva de capital e de manuteno.

8.1.6 CUSTOS EXTERNOS DE FONTES DE ENERGIA

Normalmente preos de eletricidade a partir de diversas fontes de energia podem

no incluir todos os custos externos, isto , os custos indiretamente suportados pela

sociedade como um todo, como consequncia do uso dessa fonte de energia. Estes podem

incluir os custos que prevejam, impactos ambientais, a expectativa de vida de uso,

armazenamento de energia, os custos de reciclagem, ou alm-seguro efeitos de acidentes.

Um estudo de investigao financiado pela EU conhecido como ExternE,

realizado durante o perodo de 1995-2005 constatou que o custo de produo de

eletricidade a partir de carvo ou leo dobraria sobre seu valor presente, e os custos de

produo de eletricidade a partir de gs aumentaria em 30%, se os custos externos, tais

como danos ao meio ambiente e para a sade humana, a partir do material particulado,

xidos de nitrognio, o cromo VI, a alcalinidade da gua do rio, o envenenamento por

mercrio e arsnico emisses produzidas por essas fontes, foram levados em conta.

Estimou-se no estudo que estes, a jusante, os custos de combustvel fssil externos na

35

ordem de at 1% a 2% de todo o Produto Interno Bruto da EU (PIB), e isso foi antes de o

custo externo do aquecimento global a partir destas fontes for ainda includo.

A energia nuclear tem trabalhado em grande parte sob um quadro seguro que

limita ou estrutura passveis acidentes, de acordo com a conveno de Paris sobre

responsabilidade nuclear de terceiros, a conveno suplementar Bruxelas, e da

Conveno de Viena sobre a responsabilidade civil por danos nucleares e nos EUA a Lei

Price-Anderson. Afirma-se frequentemente que este dficit potencial passivo representa

um custo externo no includo no custo da eletricidade nuclear; mas o custo pequeno,

no valor de cerca de 0,1% do LEC, de acordo com um estudo CBO.

Estes custos alm de seguro para os piores cenrios no so exclusivos para a

energia nuclear, como usinas hidreltricas no esto totalmente seguras contra um evento

catastrfico, como o desastre Banqiao Dam, onde 11 milhes de pessoas perderam suas

casas e de 30.000 a 200.000 pessoas morreram, ou grandes falhas de barragens em geral.

Tambm digno de nota que reatores mais modernos do que os da safra Fukushima

Daiichi Usina de Energia Nuclear, como a comprovada Onagawa o design da planta

nuclear, demonstrou que pode sobreviver 13 metros de altura tsunamis e que seguro

desligar sem incidentes, apesar de ser a usina nuclear mais prxima do epicentro do

terremoto e tsunami de 2011.

Outras preocupaes ambientais com a gerao de eletricidade incluem a chuva

cida, a acidificao do oceano e os efeitos de extrao de carvo em bacias hidrogrficas,

aumento do efeito estufa devido a queima de combustveis fsseis; tudo isso pode levar a

um aumento significativo dos custos e no clculo do LEC.

Vrios problemas de sade humana, com a gerao de eletricidade, incluindo

asma e poluio atmosfrica, agora dominam as decises em naes desenvolvidas que

incorrem em custos de sade pblica. Um estudo da Faculdade de Medicina da

Universidade de Harvard estima os custos de sade norte-americanas de carvo em entre

300 e 500 bilhes de dlares por ano. Enquanto que o custo por kWh de transmisso

varia drasticamente com a distncia, os longos projetos complexos necessrios para

limpar ou at mesmo atualizar as vias de transmisso tornam ainda atraentes novos

suprimentos muitas vezes no competitivos com medidas de conservao, porque o tempo

de retorno deve ter a atualizao de transmisso em conta.

8.2 CUSTOS POTENCIAIS FUTUROS

36

As Figuras 8.1 e 8.2 representam tabelas do custo estimado de energia eltrica por

fonte para usinas de entrada em servio em 2018. Os quadros so de um relatrio de

janeiro 2014 da Administrao de Informao de Energia (EIA) do Departamento de

Energia dos EUA (DOE) chamado "Custo Nivelado de Nova Gerao Recursos em 2014

Perspectiva Anual de Energia".

Sistema de Custo Total Nivelado (a coluna mais direita) d o custo dlar por

megawatt-hora, que deve ser cobrado ao longo do tempo, a fim de pagar o custo total.

Estes clculos refletem um ajuste para explicar o elevado nvel de dixido de carbono

produzido por usinas de carvo. A partir do relatrio da EIA:

"Um aumento de 3-pontos no custo do capital adicionado ao avaliar os

investimentos em gs de efeito estufa (GEE), como tecnologias intensivas de energia a

carvo e carvo-para-lquidos (CTL). Enquanto o ajuste do ponto de 3 percentual um

pouco arbitrrio, em termos de custo nivelado seu impacto similar ao de um US $ 15

por tonelada mtrica de dixido de carbono(CO2). Como resultado, os custos de capital

nivelados de queima de carvo plantas sem CAC so mais elevados do que seria

esperado". No h crditos fiscais ou incentivos so incorporados nas tabelas.

Figura 8.3: Custos estimados para novas fontes de gerao

37

Figura 8.4: Variao regional nos custos das novas fontes de gerao

Onde,

O&M = operao e manuteno;

CC = ciclo combinado;

CCS = captura e sequestro de carbono;

PV = energia fotovoltaica;

GHG = gs de efeito estufa.

Quanto ao Brasil, as perspectivas futuras no so muito animadoras na direo de

um barateamento nas tarifas de fornecimento de energia eltrica. Os principais

determinantes da trajetria futura das tarifas so discutidos a seguir. Em relao gerao

de energia, certo que pelo menos no mdio prazo haver uma elevao do preo da

energia nova que ser incorporada ao sistema, independentemente do xito alcanado nos

leiles das grandes usinas hidreltricas que esto sendo construdas e devero entrar em

operao plena nos prximos anos. Dentre os fatores que tendem a aumentar o preo

desse componente da tarifa podemos listar:

38

i. o esgotamento dos melhores aproveitamentos para a realizao de novas

hidreltricas e, dadas as restries ambientais, a diminuio da capacidade

dos reservatrios plurianuais para atender o sistema eltrico brasileiro em

plena expanso. Esse elemento implica o aumento da utilizao de

termoeltricas flexveis e daquelas fora da ordem do mrito de preo,

resultando na necessidade de acionar, com maior frequncia, fontes

extremamente caras, a fim de evitar o desabastecimento. Alm disso, a

partir de 2003 entraro no sistema as termeltricas contratadas nos leiles

de 2008 e 2009, o que seguramente impactar a tarifa;

ii. o aumento dos custos da transmisso, dada a necessidade de expandir o

sistema por meio da construo de novas e imensas linhas para atender a

nova gerao, em grande parte vinda da Amaznia;

iii. o aumento de custos para ampliar e modernizar as redes de distribuio.

No caso do preo da energia negociada em leiles para o mercado cativo que,

apesar de representar somente cerca de 40% de toda a energia vendida no mercado

brasileiro, um bom sinalizador de preos , projees realizadas pela PSR Consultoria

mostram que esse custo passar dos R$ 115,00 praticado em 2010 para R$ 144,00 em

2015. A contratao de energia nova, principalmente termeltricas, respondem por 60%

do aumento estimado; os 40% restantes ficam por conta da renovao dos contratos de

energia existentes. Portanto, o nico elemento que poder minimizar esse crescimento

o preo que ser alcanado nos futuros leiles de recontratao da energia existente que

devero ser efetivados a partir de 31/12/2012, quando vencem os contratos anteriores. O

problema que a maior parte desse bloco de energia pertence a usinas cujos contratos de

concesso vencem em 2015 e at agora o governo no definiu o que ser feito em relao

a essa questo, o que impe um grande grau de incerteza para esse tipo de negociao.

Quanto s possibilidades reais de haver, no futuro, reduo mais significativa das tarifas,

h trs questes ainda em fase de discusso que devem ser consideradas: (a) renovao

de concesses de gerao, transmisso e distribuio que vencem a partir de 2015; (b)

aplicao de novas metodologias de reviso tarifria das concessionrias de transmisso

e de distribuio; e (c) implementao de uma poltica para reduzir o peso dos encargos

setoriais e os impostos sobre as tarifas. Quanto s concesses cujos contratos devero

findar a partir de 2015, esto em jogo a capacidade de um conjunto de usinas hidreltricas,

que representa cerca de 20% da garantia firme atual do pas (12.926 MWmdios), e cerca

39

de 73% de todas as linhas de transmisso, bem como 41 concessionrias de distribuio

de energia eltrica.

9 EVOLUO DAS TARIFAS DE FORNECIMENTO NO

BRASIL

Sabe-se que o Sistema Eltrico Brasileiro (SEB) passou por vrias mudanas

durante os ltimos anos, mas uma caracterstica que no compreendida o fato de as

tarifas impostas aos consumidores serem excessivamente altas, mesmo o sistema de

gerao ser de baixo custo e participao das hidreltricas ser a sua maioria (ainda que o

potencial hidreltrico brasileiro ainda no ter sido totalmente explorado). Muitos fatores

tentam explicar o porqu de estas tarifas serem altos tais quais os fatores estruturais, como

tambm forte carga tributria imposta ao setor (em especial os impactos decorrentes das

variaes do cmbio, do comportamento da inflao e da maior frequncia das secas

caractersticas do perodo recente).

Com o desenvolvimento de novas tecnologias e, por consequente, o aumento da

demanda de energia, pode-se deduzir que o preo da tarifa de energia pode ser justificado

pelo aumento da demanda; mas na verdade o que mostra o Operador Nacional Brasileiro

(ONS), Figura 9.1, que no haver problemas de oferta no setor.

40

Figura 9.1: Evoluo da oferta e demanda de energia eltrica (ONS)

Com a crescente participao das fontes renovveis, e com a base hdrica, o Brasil

em teoria deve manter, ao menos at 2020, sua base de produo com custos baixos, bem

mais reduzidos do que em outros pases. No entanto comparando-se as tarifas praticadas

no Brasil com outros pases que dependem principalmente da queima de combustveis

fosseis, as tarifas praticadas esto em um patamar bem elevado.

O valor da tarifa de fornecimento de energia eltrica cobrada dos consumidores

finais estabelecido de forma a remunerar os custos de seus componentes: compra de

energia, custos atrelados ao uso dos sistemas de transmisso e de distribuio, custos da

comercializao, custos dos encargos setoriais e custos dos impostos incidentes sobre a

tarifa. Segundo dados da Aneel, a tarifa mdia de fornecimento aplicada aos

consumidores finais, em 2010, apresentava a composio mostrada na Figura 9.2.

41

Figura 9.2: Composio das tarifas mdias de fornecimento em 2010

Ou seja, de cada R$ 100,00 cobrados na conta de luz de um consumidor, R$ 31,00

foram destinados ao pagamento dos custos da compra de energia, R$ 5,70 aos custos da

transmisso, R$ 26,50 aos custos da distribuio, R$ 10,90 cobertura dos encargos

setoriais e R$ 25,90 ao pagamento de impostos (ICMs, PIS/Cofins e CIP). Para ilustrar a

evoluo desses componentes da tarifa ao longo da ltima dcada, tomou-se como base

um exerccio realizado pela Aneel para os anos de 2001, 2007 e 2010. Esse exerccio,

visualizado na Figura 9.3, mostra que entre 2001/2010 os custos associados a encargos

setoriais e impostos foram os que apresentaram taxas anuais mdias de crescimento mais

elevadas. Em seguida, encontram-se os custos de transmisso, cujas taxas de crescimento

superaram a dos encargos, impostos e gerao entre 2001/2007.

42

Figura 9.3: Evoluo dos custos de tarifas mdias de fornecimento

Outro fator que agregou mais o valor das tarifas de fornecimento foi, aps

processo de mudanas institucionais do SEB ocorridas nos anos 90, o custo da

transmisso que era remunerado juntamente com o da gerao, pela chamada tarifa de

suprimento de energia. Com a desverticalizao do SEB e a introduo do conceito de

livre acesso rede de transmisso, tornou-se necessria a criao de novos aparatos

regulatrios para a transmisso, dentre os quais uma mudana na metodologia para o

clculo das tarifas desse segmento da indstria de energia eltrica. Essa nova metodologia

foi estabelecida pela Aneel em 1999 e trouxe duas ordens de impacto nas tarifas cobradas

aos consumidores finais. O primeiro relaciona-se com a substituio do antigo sistema de

remunerao pelo custo do servio, que funcionava de maneira integrada, agregando os

custos do binmio gerao/transmisso em um nico componente, a tarifa de

suprimento. O desmembramento desse componente, imperativo da verdade tarifria

que passou a caracterizar o novo modelo, fez com que custos que at ento estavam

embutidos, no eram cobrados ou nem mesmo eram conhecidos passassem a ser

cobrados. A agregao de todos os custos relativos ao uso da rede de transmisso,

caracterstica do formato proposto pelo novo modelo de funcionamento da rede bsica,

resultou em aumento de tarifa para o consumidor final. O segundo diz respeito aos custos

adicionais advindos do tipo de metodologia adotada pela Aneel, a qual foi copiada do

modelo utilizado na Inglaterra, cujo setor eltrico se caracteriza por uma realidade

completamente distinta da do SEB.

43

Os fatores que elevam consideravelmente os custos so com certeza os Tributos e

Encargos no qual, tem sofrido severas crticas. Com relao aos tributos na conta de luz

dos consumidores, aps a contabilizao dos custos da gerao, da transmisso e da

distribuio incidem o ICMS, o PIS/Cofins e a Contribuio para Iluminao Pblica

(CIP). O peso desses tributos gira atualmente em torno de 27% a 30%, em mdia. O

tributo mais relevante o ICMS, que representa, em mdia, cerca de 70% desse custo.

Apesar de seu peso relativo ser significativo, no houve, ao longo do perodo em anlise,

nenhuma alterao de alquota ou de metodologia de clculo do ICMS. J o PIS/Cofins

teve suas alquotas aumentadas em 2003, bem como sofreu alteraes em sua metodologia

de clculo. Encargos como os da Conta de Consumo de Combustvel (CCC) e os Encargos

de Servios do Sistema (ESS), foram criados com o propsito de desenvolver a expanso

da oferta de energia, regular de modo adequado o setor e garantir maior segurana do

abastecimento. Porm, a sua implementao e/ou tempo de durabilidade tem sido objeto

de duras crticas. Em especial, com o passar do tempo, vrios deles tiveram seus recursos

direcionados para finalidades distintas daquelas para as quais foram criados, e outros j

no se justificam em termos tcnicos ou econmicos.

Finalmente, percebe-se que a evoluo das tarifas de fornecimento de energia

eltrica nos ltimos anos foi condicionada por elementos diversos, tais como: os custos

econmicos associados ao novo modelo, que tiveram impactos especialmente intensos no

segmento de transmisso, e os encargos que elevaram sua participao na composio do

custo final das tarifas. Elementos esses que so particularmente importantes para explicar

a configurao inslita que combina gerao relativamente barata com tarifas caras de

fornecimento.

10 CONCLUSO

Sabe-se que, com a crescente inovao tecnolgica, a demanda de energia eltrica

deve aumentar mais e mais; praticamente tudo que desenvolvido hoje em termos de

tecnologia se assenta em energia eltrica, ento necessrio a explorao do potencial

eltrico mundial, com adeso de muitos tipos diferentes de explorao desse potencial,

tais quais a Elica, Solar, Qumica, Fsseis, Hidrulica, Ondas Martimas, etc. sabido,

44

tambm, que com essa crescente demanda de energia eltrica, tambm cresce o ndice de

poluio, dessa forma com as novas formas de explorao de energia renovveis limpas

procura-se contornar este fator, de forma utilizao inteligente dos recursos naturais e

preservao da sade do ser humano.

Apesar da boa inteno das energias renovveis, sabe-se que estas ainda no so

capazes de sustentar a demanda de consumidores de um sistema eltrico de dimenses

continentais tal qual o brasileiro, por exemplo a Elica que tem o seu rendimento

totalmente sustentando pela variao e quantidade de ventos, a Solar alm de ter um

rendimento baixssimo, s tem potencial de produo apenas durante o dia, alm de ser

um sistema muito caro invivel para sustentar a demanda de um pas, dessa forma a

utilizao de fontes fosseis tais como a queima de carvo no podem, infelizmente, serem

descartadas.

Finalmente, esse crescimento e adeso de novas fontes de energia e de demanda,

acarreta em um crescimento do sistema eltrico crescendo-se tambm os custos de

manuteno e expanso do sistema. Felizmente o Brasil tem um potencial Hidrulico

ainda no explorado, o que nos garante, durante muitos anos (mesmo com a crescente

demanda), um conforto de oferta de energia sem pensar em momentos de crises do SEB

(a no ser por causas naturais tais como as secas, mais recente a de 2014/2015). Mesmo

com o crescimento do sistema e aumento do custo do mesmo, foi-se mostrado que o tal

no justifica as tarifas cobradas em territrio nacional e acarreta uma incompreenso

dessas cobranas, pois a muito tempo no se tem uma reforma tarifaria e muitos dos

custos do sistema no so do sistema em si, como foi mostrado 27% do custo da tarifa

para o consumidor final so Tributos e Encargos e muitos dessas no esto ligados a

manuteno/expanso do sistema, que no explicado pelo governo o gera

incompreenso e muitas vezes indignao por parte de quem paga.

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custo da geração de energia elétrica

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