UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Transcrição

1 1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA RECURSOS ENERGÉTICOS E O USO DO MEIO AMBIENTE SÉRGIO VIDAL GARCIA OLIVEIRA DANIEL GUSTAVO CASTELLAIN JEFFERSON CARLOS FISHER JOINVILLE 2015

2 2 ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Tendência nas emissões de CO2 provenientes de combustíveis fósseis Figura 2 - Emissões de CO2 no mundo para cada setor em Figura 3 - Emissões de CO2 em relação aos tipos de combustíveis Figura 4 - Gráfico com os países que emitem mais CO2 no mundo em Figura 5 - Intensidade de emissão de CO2 dos 5 principais países emissores de CO2 do mundo Principais países emissores de CO Figura 6 - Crescimento dos países do BRICS Figura 7 - Emissões de CO2 por setor no Brasil Figura 8 - Emissões de CH4 por setor no Brasil em Figura 9 - Emissões de óxido nitroso por setor em

3 3 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO RECURSOS ENERGÉTICOS E O USO DO MEIO AMBIENTE DEFINIÇÕES O IMPACTO DA GERAÇÃO DE ENERGIA CONCLUSÕES FINAIS REFERÊNCIAS... 16

4 1 INTRODUÇÃO 4 Durante todo o século XX, a oferta farta de energia, obtida principalmente a partir dos combustíveis fósseis como petróleo e carvão mineral, deu suporte ao crescimento e às transformações da economia mundial [1]. Já nos primeiros anos do século atual, o cenário mudou ao ser colocado à prova por uma nova realidade: a necessidade do desenvolvimento sustentável [1]. A descoberta de um vetor energético como a eletricidade e a invenção das máquinas elétricas no século 19, juntamente com a introdução dos veículos automotores, lançaram as bases para a introdução da moderna sociedade de consumo, caracterizada por uma intensidade energética nunca vista na história da humanidade [2]. Dessa forma, foram necessários novos combustíveis de maior poder energético, sendo o petróleo, o ouro negro, o candidato que reuniu essas propriedades [2]. Iniciou-se, assim, uma nova fase da utilização dos combustíveis para extração de energia, que pode ser chamada de fase líquida, que perdura até os dias de hoje. Mais recentemente, após a Segunda Guerra Mundial, a energia nuclear parecia uma alternativa promissora para a geração de energia elétrica, mas sofreu um grande revés por conta do acidente nuclear em Chernobyl em 1986 na Ucrânia [2]. A disponibilidade energética deveria se manter compatível com o acentuado aumento do consumo provocado por um novo ciclo de crescimento econômico, observado principalmente nos países em desenvolvimento. Entretanto, as fontes tradicionais teriam que ser substituídas por recursos menos agressivos ao meio ambiente. Além disso, os consumidores seriam induzidos a substituir recursos energéticos mais poluentes por outros de menor impacto ambiental e a aderir a práticas mais eficientes, por meio das quais é possível obter o mesmo resultado utilizando menor quantidade de energia [1]. A atividade de

5 5 produção de energia e, particularmente, da energia elétrica - ingressou no século 21, portanto, em busca do desenvolvimento sustentável, conceito que alia a expansão da oferta, consumo consciente, preservação do meio ambiente e melhoria da qualidade de vida [1].

6 2 RECURSOS ENERGÉTICOS E O USO DO MEIO AMBIENTE Neste capítulo são apresentados algumas definições sobre ambiente, desenvolvimento sustentável, recursos energéticos e energia. Além disso, são apresentados alguns aspectos sobre o impacto da geração de energia. 2.1 DEFINIÇÕES Ambiente é compreendido como todo e qualquer espaço, seja ele natural ou construído pelo homem, no qual ocorrem as interações que permitem a vida. Desenvolvimento Sustentável é o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da geração atual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das futuras gerações. É o desenvolvimento que não esgota os recursos para o futuro. Em outras palavras, o desafio é reduzir o impacto ambiental e, ao mesmo tempo, ser capaz de suportar o crescimento econômico que, entre outros desdobramentos, proporciona a inclusão social de grandes contingentes da população, com o aumento da geração de renda e da oferta de trabalho [1]. Recursos energéticos ou fontes de energias são recursos naturais que são utilizados em uma usina para movimentar as turbinas e dar origem à energia elétrica. Por exemplo: água, gás natural, carvão, derivados de petróleo, biomassa, vento e irradiação solar, entre outros [1]. Energia é um insumo essencial para os seres vivos. Seus metabolismos dependem de seu fornecimento regular, obtido através da ingestão de matéria orgânica formada principalmente de cadeias moleculares de carbono e hidrogênio [2]. Pode-se dizer que a necessidade mais básica dos seres vivos é a busca de energia para manter seus corpos em funcionamento [2]. 6

7 7 2.2 O IMPACTO DA GERAÇÃO DE ENERGIA. De uma forma ou de outra, todas as atividades humanas sobre a Terra provocam alterações no meio ambiente em que vivemos. Muitos destes impactos ambientais são provenientes da geração, manuseio e uso da energia. A principal razão para esta expressiva participação dos processos energéticos pode ser observada no fato de que em 1998, segundo as Nações Unidas, o consumo mundial de energia primária proveniente de fontes não renováveis (petróleo, carvão, gás natural e nuclear) correspondeu a aproximadamente 86% do total, cabendo apenas 14% às fontes renováveis [2]. A expansão acentuada do consumo de energia, embora possa refletir o aquecimento econômico e a melhoria da qualidade de vida, tem aspectos negativos. Um deles é a possibilidade do esgotamento dos recursos utilizados para a produção de energia. Outro é o impacto ao meio ambiente produzido por essa atividade. Finalmente, um terceiro são os elevados investimentos exigidos na pesquisa de novas fontes e construção de novas usinas [1]. Esta enorme dependência de fontes não renováveis de energia tem acarretado, além da preocupação permanente com o esgotamento destas fontes, a emissão de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. A Figura 1 apresenta a tendência nas emissões de CO2 provenientes de combustíveis fósseis. A Figura 2 apresenta as emissões de CO2 no mundo para cada setor em A Figura 3 apresenta as emissões de CO2 em relação aos tipos de combustíveis. A Figura 4 apresenta os países que emitem mais CO2 em A Figura 5 apresenta a intensidade de emissão de CO2 dos 5 principais países emissores de CO2 do mundo.

8 Figura 1 - Tendência nas emissões de CO2 provenientes de combustíveis fósseis. 8 Fonte: Figura obtida de [3]. Figura 2 - Emissões de CO2 no mundo para cada setor em Fonte: Figura obtida de [3].

9 9 Figura 3 - Emissões de CO2 em relação aos tipos de combustíveis. Fonte: Figura obtida de [3]. Figura 4 - Gráfico com os países que emitem mais CO2 no mundo em Fonte: Figura obtida de [3].

10 10 Figura 5 - Intensidade de emissão de CO2 dos 5 principais países emissores de CO2 do mundo Principais países emissores de CO2. Fonte: Figura obtida de [3]. Um dos mais importantes desenvolvimentos recentes na economia mundial é a crescente integração econômica de grandes países não membros da OCDE (Organization for Economic Co-operation and Development ), particularmente o Brasil, a Federação Russa, Índia, China e África do Sul, os países chamados BRICS [3]. Em 2009, os BRICS representavam quase um terço do PIB mundial, contra 18% em Em 2009, estes cinco países representavam 33% do uso global de energia e 37% das emissões de CO2 provenientes da queima de combustível [3]. A Figura 6 apresenta o crescimento importante dos países dos BRICS. O Brasil é o terceiro maior emissor de gases causadores do efeito estufa no mundo, com a particularidade que o sistema energético do país tem um impacto relativamente pequeno (apenas 15%). A maior parte destas emissões (85%) vem, em vez disso, a partir de atividades de agricultura, uso da terra e

11 11 silvicultura, principalmente em função da expansão das fronteiras agrícolas na região amazônica. Figura 6 - Crescimento dos países do BRICS. Fonte: Figura obtida de [3]. Em comparação com Rússia, China e Índia, as emissões de CO2 provenientes da queima de combustíveis no Brasil são pequenas, representando apenas 1,2% das emissões globais de CO2 provenientes da queima de combustível. A Matriz energética do Brasil é uma das mais limpas do mundo, com as energias renováveis respondendo por 46% da oferta interna de energia. Brasil também é um dos maiores produtores mundiais de energia hidrelétrica. Dentro do setor de energia, os subsetores que mais contribuem para o total de emissões de gases estufa são: transportes (44% em 2009) e indústria (28%) - são os que tendem a crescer mais nos próximos anos [3]. A

12 Figura 7 apresenta as emissões de CO2 por setor no Brasil em Figura 7 - Emissões de CO2 por setor no Brasil. 12 Fonte: Figura obtida de [3]. Além disso, as emissões de metano também são considerados como gases de efeito estufa. Esses gases resultam de diversas atividades, incluindo aterros sanitários, tratamento de esgotos, sistemas de produção e processamento de petróleo e gás natural, atividades agrícolas, mineração de carvão, queima de combustíveis fósseis, conversão de florestas para outros usos e alguns processos industriais [4]. O setor Agropecuária é o maior responsável pelas emissões de CH4, sendo a principal emissão decorrente da fermentação entérica (eructação) do rebanho de ruminantes, quase toda referente ao gado bovino, o segundo maior rebanho do mundo. A parcela restante das emissões resulta do manejo de dejetos de animais, da cultura do arroz irrigado e da queima de resíduos agrícolas. A Figura 8 apresenta as emissões por CH4 por setor no Brasil em No setor Energia, as emissões ocorrem devido à queima imperfeita de combustíveis e também devido à fuga de CH4

13 13 durante os processos de produção e transporte de gás natural e mineração de carvão [4]. Figura 8 - Emissões de CH4 por setor no Brasil em Fonte: Figura obtida de [4]. No setor Processos Industriais, as emissões ocorrem durante a produção de petroquímicos, mas têm pequena participação nas emissões brasileiras. No setor Tratamento de Resíduos, a disposição de resíduos sólidos é responsável por 84% das emissões, sendo o restante devido ao tratamento de esgoto. No setor Mudança no Uso da Terra e Florestas, as emissões de CH4 ocorrem pela queima da biomassa nas áreas de desmatamento [4]. A Figura 9 apresenta as emissões de óxido nitroso por setor em Emissões de N2O resultam de diversas atividades, incluindo práticas agrícolas, processos industriais, queima de combustíveis fósseis e conversão de florestas para outros usos. Ocorrem, predominantemente, no setor Agropecuária, seja por deposição de dejetos de animais em pastagem, seja, em menor escala, pela aplicação de fertilizantes em solos agrícolas. No setor Processos Industriais, emissões de N2O ocorrem durante a produção de ácido nítrico e ácido adípico. No setor

14 Tratamento de Resíduos, asemissões de N2O ocorrem durante o processo de tratamento de esgoto doméstico. No setor Mudança no Uso da Terra e Florestas, as emissões de N2O ocorrem pela queima da biomassa nas áreas de desmatamento [4]. Figura 9 - Emissões de óxido nitroso por setor em Fonte: Figura obtida de [4]. 2.3 CONCLUSÕES FINAIS Além do caráter não renovável. Desde a revolução industrial observa-se um crescente uso destes recursos acompanhando ambos, o crescimento populacional e do uso de mais equipamentos e processos facilitadores do cotidiano da humanidade. Seguido desta tendência a matriz energética atual é muito dependente de recursos energéticos não renováveis, ou daqueles em que a taxa de renovação não acompanha a de consumo. Tal situação sugere que a sociedade busque alternativas para solucionar o desequilíbrio entre estas taxas. O crescente aumento no uso deste recursos, trás um aumento na produção de gases de efeito estufa, com destaque para as emissões do dióxido de carbono (CO2). No mundo,

15 15 entre as nações mais desenvolvidas, as emissões de CO2 estão diretamente ligadas a queima de carvão e derivados do petróleo, que são as principais fontes primárias de geração de energia elétrica. No Brasil o nível de emissões de CO2 não é considerado danoso, pois, representando apenas 1,2% das emissões globais de CO2 provenientes da queima de combustível. A Matriz energética do Brasil é uma das mais limpas do mundo, com as energias renováveis respondendo por 46% da oferta interna de energia. Foram apresentados os principais recursos energéticos em utilização pelo setor produtivo, com vistas a produção de energia, principalmente, energia elétrica para a promoção da qualidade de vida da sociedade.

16 3 REFERÊNCIAS 16 [1].ANEEL. Atlas de energia elétrica do Brasil. 3a. Ed.. Disponível em:< Acesso em: 21 fev [2].SILVA, Ennio Peres da et al. Recursos energéticos, meio ambiente e desenvolvimento. O Futuro dos Recursos # 1. Disponível em: < SilvaCamargo_port.PDF>. Acesso em: 21 fev [3].IEA, International Energy Agency. CO₂ Emissions from Fuel Combustion Highlights. Disponível em: < Acesso em: 22 fev [4].Comitê Interministerial Sobre Mudança do Clima. Plano Nacional sobre Mudança do Clima - PNMC. Disponível em: < Acesso em: 22 fev