USO DA ENERGIA EÓLICA COMO ALTERNATIVA PARA MITIGAR O AGRAVAMENTO DO EFEITO ESTUFA

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1 USO DA ENERGIA EÓLICA COMO ALTERNATIVA PARA MITIGAR O AGRAVAMENTO DO EFEITO ESTUFA Thiago Fleury Fernandes de Oliveira 1 Harlen Inácio dos Santos 2 Universidade Católica de Goiás Departamento de Engenharia Engenharia Ambiental Av. Universitária, Nº 1440 Setor Universitário Fone (62) CEP: Goiânia - GO. Resumo: Em uma época em que se discute amplamente a questão ambiental, a geração de energia elétrica torna-se uma grande vilã quando o assunto é emissão de gases de efeito estufa e degradação ambiental. Dentre as soluções, intensifica-se em diversas partes do mundo, inclusive no Brasil, a utilização das fontes renováveis de energia. Entre elas, destaca-se a energia produzida a partir dos ventos (eólica) demonstrando competitividade com os sistemas convencionais. Através de amplas pesquisas bibliográficas em diversos documentos especializados neste tema, esse artigo visa analisar o uso da energia eólica e sua introdução na matriz energética nacional. Ao final, constata-se que este tipo de energia está em grande ascendência, e que é de muita valia para reduzir as emissões de gases do efeito estufa e incrementar a matriz energética nacional aumentando sua eficiência. Palavras-chave: Energia Eólica, Alternativa, Fontes Renováveis de Energia, Efeito Estufa, Aquecimento Global. Abstract: In a time where environmental issues are widely discussed, electric energy generation becomes a huge villain when the matter is emission of greenhouse gases and environmental degradation. Amongst the solutions, the utilization of renewable energy sources is intensified in several parts of the world, Brazil included. Amidst them, the energy produced from the winds (eolic) is intensified demonstrating being competitive against conventional systems. Through largely bibliographic researches in several specialized documents on the subject, this paper aims to analyze the usage of eolic energy and its introduction on the national energetic matrix. In the end, it s noted that this kind of energy is in great growth, and has a great value to reduce the emission of greenhouse gases and to increment the national energetic matrix increasing its efficiency. Key- words: Eolic Energy, Alternative, Renewable Energy Sources, Greenhouse Effect, Global Warming. Goiânia, dezembro de Acadêmico do curso de Engª Ambiental da Universidade Católica de Goiás. (tffoliveira@hotmail.com) 2 Orientador Profº Dr. Dep. Engª Universidade Católica de Goiás - UCG. (harlen10@uol.com.br)

2 2 1 INTRODUÇÃO A crescente preocupação com as questões ambientais, em especial o aumento ou intensificação do efeito estufa, que ficou retratado como aquecimento global, vem estimulando a realização de pesquisas de desenvolvimento tecnológico que visam atingir uma sustentabilidade ambiental. Por isso, as fontes renováveis de energia terão participação cada vez mais relevante na matriz energética global nas próximas décadas. A energia dos ventos é uma abundante fonte de energia renovável, limpa e disponível em todos os lugares. Ela é obtida pela energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento). A utilização desse tipo de energia tem aplicações milenares, e foi uma das primeiras formas energéticas de tração não animal utilizada pelo homem para mover os barcos, impulsionados por velas, ou fazer funcionar a engrenagem de moinhos (Figura 1), ao mover as suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica, utilizada na moagem de grãos e bombeamento de água. Figura 1: Moinhos de vento na Espanha ( 2008). A utilização desta fonte energética para a geração de eletricidade, em escala comercial, teve início há pouco mais de 30 anos e através de conhecimentos da indústria aeronáutica os equipamentos para geração eólica evoluíram rapidamente em termos de idéias e conceitos preliminares para produtos de alta tecnologia. No início da década de 70, com a crise mundial do petróleo, houve um grande interesse, principalmente, de países europeus e dos Estados Unidos em desenvolver equipamentos para produção de eletricidade que ajudassem a diminuir a dependência do petróleo e carvão. O mundo precisa, portanto, de energia barata e limpa para permitir o crescimento econômico sem prejudicar o meio ambiente, ou seja, precisamos conciliar um futuro sustentável com o aumento da produção de energia. A solução está na busca da eficiência energética e no

3 3 desenvolvimento de tecnologias limpas, ecologicamente sustentáveis. Assim, com a finalidade de contribuir com a discussão sobre este tema, o presente artigo tem como objetivo analisar o uso da energia eólica como fonte renovável e limpa, e apresentar o seu respectivo potencial gerador de energia elétrica, podendo ser ela uma alternativa energética e grande aliada no combate a emissão de gases do efeito estufa. 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Segundo o relatório do Painel Intergovernamental Sobre Mudanças Climáticas (IPCC, 2007), o maior aumento das emissões globais de gases de efeito estufa entre 1970 e 2004 se deu no setor de oferta de energia (um aumento de 145%). Portanto, sem entrar em previsões funestas, podemos constatar que a energia deve ser produzida do modo mais limpo possível, ser gerada o mais próximo possível e deverá estar disponível para o futuro. Novos investimentos em infra-estrutura na área de energia nos países em desenvolvimento, modernização da infra-estrutura de energia nos países industrializados e políticas que promovam a segurança energética podem, em muitos casos, criar oportunidades para que se alcancem reduções de emissões de gases de efeito estufa em relação aos cenários da linha de base. Os co-benefícios adicionais são específicos de cada país, mas envolvem, com freqüência, a redução da poluição do ar, melhoria da balança comercial, fornecimento de serviços modernos de energia nas áreas rurais e geração de empregos (IPCC, 2007). Enquanto o Brasil está em uma situação cômoda, pelo uso de 80% de sua geração de eletricidade por meios hídricos que são renováveis, é preocupante a diminuição da disponibilidade de locais para grandes obras hidroelétricas. Como resultado, temos distâncias cada vez maiores até os centros de consumo, degradação do meio ambiente por inundações e linhas de transmissão, e custos cada vez maiores para a sociedade (MARRANGHELLO, 2004). Os outros meios de produção de energia e eletricidade são térmicos, usando como combustível lenha, carvão, óleo, gás natural e energia nuclear, dos quais somente a lenha pode ser considerada renovável. As usinas a lenha, carvão e óleo, necessitam cada vez mais de tecnologia de altos custos para despoluir os gases de escape, sendo que o carvão e óleo podem produzir fuligem e a temida chuva ácida, pelo conteúdo de enxofre, que pode ser espalhado por centenas de quilômetros quadrados. A energia renovável tem um efeito positivo na segurança energética, na geração de

4 4 empregos e na qualidade do ar. Tendo em vista os custos relativos a outras opções de oferta, a eletricidade renovável, que respondeu por 18% da oferta de energia em 2005, pode ter uma participação de 30 a 35% na oferta total de eletricidade em 2030 com preços do carbono de até 50 US$/tCO 2 (IPCC, 2007). Enquanto se gastam bilhões no desenvolvimento das tecnologias de grande concentração de energia, centenas de megawatts por usina com todos os problemas de transmissão e distribuição, negligencia-se o desenvolvimento das energias renováveis descentralizadas: solar térmica (água quente), solar fotovoltaica (eletricidade), eólica (eletricidade) e biomassa (caldeiras) (MARRANGHELLO, 2004). Porém, segundo Ocácia (2002), organizações, indústria e empresas de serviço assumem, cada vez mais, o seu interesse na energia eólica como bom investimento e como solução para os problemas energéticos do futuro. No entanto, a viabilidade econômica dos investimentos é muito diferente de país para país e de região para região, dependendo essencialmente da distribuição geográfica do potencial eólico e dos outros tipos de energéticos disponíveis no local. A localização definitiva deve considerar todos os aspectos que de alguma forma interferem na velocidade do vento, tais como, acidentes topográficos, árvores, construções; deve ser levado em conta a representatividade como lugar típico da região, a de menos interesse específico, em lugar promissor, com área adequada para implantação de turbinas eólicas (OCÁCIA, 2002). A definição de um local para implantação de uma fazenda eólica, requer um processo longo para avaliação de todos os condicionantes que determinam qual o melhor ponto. Devem ser considerados, além do potencial eólico promissor (condição sem a qual não há projeto), espaço disponível para instalação da fazenda eólica, preço da terra, distância em relação à rede onde a energia pode ser injetada, acessibilidade, condições para a montagem das turbinas de solo e de infra-estrutura na região, custos de manutenção, remuneração pela energia produzida, etc. Este tipo de empreendimento requer necessariamente, análises que considerem longas séries de registros de dados de vento, além de pelo menos um ano de medidas no exato local da futura instalação. Normalmente, esta análise é conduzida pelos próprios fornecedores de equipamentos (OCÁCIA, 2002). Os sistemas de conversão à energia eólica exploram a energia contida na movimentação das massas de ar atmosféricas que são causadas pelo aquecimento da superfície terrestre pelos raios solares. Eles aproveitam a energia cinética dos ventos para movimentar turbinas eólicas que por sua vez movimentarão os geradores de energia. Após sua instalação, apresenta um mínimo impacto na flora e na fauna terrestre.

5 5 Outro fator associado aos aerogeradores eólicos (Figura 2) está ligado à poluição visual, afetando diretamente o turismo. Também não se pode esquecer da necessidade de grandes áreas para instalação, onde ocorre a remoção de árvores para a instalação e para o acesso (em media 20Km²/MW). Em alguns países, adota-se como alternativa a instalação destes equipamentos dentro do mar, próximo à costa, e observam-se alterações sobre a pesca da região, sobre a navegação e o turismo (MARRANGHELLO, 2004). Figura 2: Aerogerador Enercon E-30 ( 2008). Não menos importante e, que deve ser considerado, é o risco submetido à população humana no caso de algum acidente com o equipamento. Elementos que se desprendam, como pás, podem ter efeito danoso sobre a vida próxima. Os sistemas eólicos de pequeno porte têm especial importância no meio rural em países em desenvolvimento, como o caso do Brasil, China, Índia e alguns países da África, que utilizam a eletrificação rural para fornecimento de energia elétrica, principalmente, para iluminação e refrigeração de alimentos (MARRANGHELLO, 2004). Para inserir tal tecnologia é importante contar com unidades pilotos demonstrativas avaliando as reais condições de funcionamento dos sistemas para sua posterior implementação (MARRANGHELLO, 2004). É importante destacar que atualmente é considerado que a energia eólica pode contribuir com ate 20% da energia entregue a uma rede elétrica interligada, para que esta mantenha seu padrão de confiabilidade em tensão e freqüência (OCÁCIA, 2002). Hoje essa tecnologia está prestes a se tornar economicamente viável para competir com as fontes tradicionais de geração de eletricidade em países como Alemanha, Dinamarca, EUA, e

6 6 mais recentemente na Espanha, entre outros. Além disso, é grande o potencial eólico a ser explorado em diversos países. Existem oportunidades de melhoramentos tecnológicos, bem identificados internacionalmente, que devem levar a reduções de custo e permitem estabelecer metas bastante ambiciosas para instalação de sistemas de geração nos próximos 30 anos (WWF- Brasil, 2007). Na China, de acordo com Ocácia (2002), estima-se que estão em funcionamento mais de pequenas turbinas, produzindo entre 100W a 200W. A maior parte destas máquinas é utilizada para carregamento de baterias, que fornecem energia elétrica para pequenas moradias localizadas no meio rural. Processo similar passa a África, onde grande parte de sua população, que habita o interior do país, não dispõem de energia elétrica. Sendo os ventos a única fonte de energia disponível para esta população semi-nômade, e de poder aquisitivo muito baixo. A produção mundial de pequenos sistemas eólicos, com armazenamento de energia em baterias, é aproximadamente de 30 a 50 mil unidades por ano, das quais, 90% têm um limite máximo de potência inferior a 200W, sendo os principais mercados mundiais o Reino Unido e a China (população semi-nômade na região da Mongólia) (OCÁCIA, 2002). A principal aplicação para sistemas de bombeamento mecânico é o abastecimento de água potável às populações. Os mercados principais são: EUA, Argentina, África e Nova Zelândia. O atual mercado para este tipo de sistema eólico é aproximadamente de 10 a 20 mil unidades por ano (OCÁCIA, 2002). Sendo o vento, ar em movimento, portanto, uma massa detentora de energia cinética, evidentemente seu potencial está definitivamente ligado a sua velocidade. Assim, determinar o potencial eólico de um lugar significa, principalmente, determinar a velocidade com que o vento sopra nesse lugar. Esta tarefa, a primeira vista simples, em realidade é complexa e trabalhosa, pois as características da velocidade mudam de um instante para outro, e, também, de um local para outro. Para estimativa de potencial eólico local, são utilizadas estações anemológicas que, dependendo dos recursos financeiros disponíveis, podem ter as mais diversas configurações, desde as mais simples, com um único sensor de velocidade a 10m de altura (que é um padrão mundial de agronomia) até as mais sofisticadas, com dezenas de metros de altura, e sensores colocados a cada 10m, ou de 5 em 5m, passando pelas específicas (visando a instalação de uma determinada turbina eólica), com sensores a altura do eixo das máquinas pré-especificadas para instalação no local (OCÁCIA, 2002). Os registros são feitos a intervalos regulares de tempo. Quanto menor o intervalo, mais precisa será a análise, entretanto menor será a autonomia da estação, que pode ser uma questão

7 7 fundamental na escolha do tipo de instrumento a ser utilizado. Aliás, algumas questões muito importantes foram levantadas no trabalho de Halliday et all. (1985), sobre o monitoramento eólico do arquipélago de Shetland, quais sejam: Escolha do tipo e número de instrumentos por estação; Calibração dos instrumentos; Suprimento de energia para os instrumentos; Minimização do risco de perda de dados; Acessibilidade da estação; Condições ambientais locais. Como em qualquer trabalho de engenharia, o ideal é trabalhar com os menores custos possíveis, sem que haja prejuízo ao atendimento dos requisitos técnicos (HALLIDAY, 1985). No trabalho supra citado, foram utilizadas torres de 45m de altura, com a colocação de anemômetros a cada 5m, a partir dos 10m de altura. Naturalmente, as grandes fazendas eólicas não usam máquinas que retiram energia do vento a alturas tão pequenas quanto 10m, entretanto as medidas nesse nível são importantes para as análises de correlação que permitem a transposição de dados de estações locais próximos com a conseqüente utilização de suas séries históricas, viabilizando levantamentos com pequenos períodos de medição. As análises foram feitas com velocidades médias horárias, e os dados enviados por rádio transmissor para a central de processamento. Os anemômetros eram aferidos a cada seis meses. A energia para os instrumentos era suprida por um aerogerador e/ou motogerador através de um banco de baterias. A determinação do número de estações depende muito das características geográficas da região, sendo necessária uma densidade maior quanto mais heterogênea for a região, seja nos seus aspectos gerais, como nos micro-regionais. Para a realização do trabalho de levantamento de potencial eólico, é fundamental o conhecimento sobre a área de estudo, pois esta condição é essencial desde a determinação do número e posição das estações anemométricas, até o traçado dos perfis de velocidade e sua distribuição na área em estudo. Normalmente, são utilizados mapas com escala 1:50.000, de preferência com curva de nível, e o maior número possível de informações, tais como, áreas de florestas, lagoas, núcleos urbanos, etc., para uma pré-determinação do número e localização dos pontos de medição a serem referendados, posteriormente, através de análises in loco, em quantas visitas se fizerem necessárias (OCÁCIA, 2002). A energia eólica parece tão atraente quanto a solar. Afinal, vento para movimentar as turbinas é algo que não falta. Mas o seu potencial é bem maior para grande escala (cidades, por

8 8 exemplo) do que a solar. Nos últimos anos, alguns países europeus começaram a investir pesado na tecnologia e construir imensos complexos. A Alemanha já gera 30 GW de energia com suas turbinas, mais que o dobro da capacidade de Itaipu (responsável por 24% da demanda do mercado brasileiro), ainda a maior hidrelétrica do mundo (BURGOS, 2007). Resumindo, a geração de energia elétrica a partir da força do vento veio para ficar. Está crescendo vertiginosamente tanto em instalações terrestres como no mar, próximo à costa (MIRANDA, 2005). A técnica de conversão da energia dos ventos em energia mecânica é relativamente simples, bastando apenas que se tenha um potencial eólico disponível e um equipamento que resista aos caprichos da natureza. Essa técnica foi primeiramente explorada para propulsão de navios, movimentação de moinhos de cereais, para bombas de água e, na idade média, para mover a indústria de forjaria. No final do século XIX, quando o uso de energia elétrica começou a crescer rapidamente no planeta, as principais turbinas eólicas foram aplicadas na conversão da energia dos ventos diretamente em energia elétrica. No inverno de , Charles F. Brush colocou em operação a primeira turbina eólica automática, com diâmetro do rotor de 17m e 144 pás de madeira, para gerar energia elétrica (RÜNCOS, 2005). A geração de energia elétrica em grande escala, alimentando de forma suplementar o sistema elétrico através do uso de turbinas eólicas de grande porte, evoluiu muito nas ultimas décadas. Rüncos (2005) afirma que a moderna tecnologia das turbinas eólicas surgiu na Alemanha, na década de 1950, já com pás fabricadas com materiais compostos, controle de passo e torres de forma tubular e esguia. A partir da primeira grande crise do petróleo, em 1973, e até meados da década de 1980, diversos países, inclusive o Brasil, preocuparam-se em desenvolver pesquisas para utilização da energia eólica como fonte alternativa de energia. Entretanto, foi a partir de experiências de estímulo ao mercado realizadas na Califórnia, na década de 1980, e na Dinamarca e Alemanha, na década de 1990, que o aproveitamento da energia eólica como alternativa de geração de energia elétrica atingiu escala de contribuição mais significativa para o sistema elétrico, em termos de geração, eficiência e competitividade (RÜNCOS, 2005). O principal problema ambiental inicial impactos das pás em pássaros praticamente desapareceu com as turbinas de grande porte e menores velocidades angulares dos rotores. Os diâmetros de rotores no mercado atual variam entre 40m e 80m, o que resulta em rotações da ordem de 30rpm a 15rpm, respectivamente. Quanto aos níveis de ruído, turbinas eólicas satisfazem os requisitos ambientais mesmo quando instaladas a distâncias da ordem de 300m de

9 9 áreas residenciais (AMARANTE, 2001). Por se mostrar uma forma de geração praticamente inofensiva ao meio ambiente, sua instalação passou a simplificar os minuciosos e demorados estudos ambientais requeridos pelas fontes tradicionais de geração elétrica (AMARANTE, 2001). Usualmente, a geração elétrica inicia-se com velocidades de vento da ordem de 2,5-3,0m/s; abaixo desses valores, o conteúdo energético do vento não justifica aproveitamento. Velocidades superiores a aproximadamente de 12,0m/s a 15,0m/s ativam o sistema automático de limitação de potência da máquina. Em ventos muito fortes (v > 25m/s no exemplo), atua o sistema automático de proteção (AMARANTE, 2001). Considerando o levantamento dos regimes de vento no Brasil, praticamente todo território nacional apresenta potencial para instalação de plantas geradoras de energia eólica, conforme ilustra a Figura 3. De acordo com o Atlas do Potencial Eólico Brasileiro (AMARANTE, 2001), considerando somente velocidades de vento maiores do que 7 m/s, o Brasil possui um potencial de geração de eletricidade de 272 TWh/ano para uma capacidade instalável de 143,5 GW, o que ocuparia uma área de km2 (utilizando-se de uma estimativa de densidade média conservadora de 2 MW/km2 ). Figura 3: Potencial eólico brasileiro (AMARANTE, 2001).

10 10 Sendo uma forma limpa de gerar energia, e em razão do forte crescimento na escala industrial de produção e montagem de turbinas, com custos progressivamente decrescentes, a energia eólica tornou-se uma fonte energética com uma das maiores taxas de crescimento em capacidade geradora de energia elétrica (da ordem de 28% nos últimos anos) (RÜNCOS, 2005). Segundo a WWF-Brasil, o mercado de energia eólica é o que cresce mais rápido dentre as chamadas fontes alternativas de energia, a uma taxa média anual de 40% no mundo. A Figura 4 apresenta a evolução cumulativa da capacidade eólio-elétrica instalada no mundo, até final do ano Figura 4: Evolução mundial da capacidade eólico-elétrica instalada, em GW (AMARANTE, 2001). Com acentuada expansão das estações eólicas no mundo nos últimos anos, os geradores eólicos encontram-se em franco desenvolvimento tecnológico, tendo como objetivo o aumento progressivo nas dimensões e capacidades de geração das turbinas. As turbinas eólicas de potência até 2 MW podem ser consideradas tecnologicamente desenvolvidas. As de potência maior que 2 MW, apesar de já disponíveis no mercado, ainda podem ser consideradas como em desenvolvimento (RÜNCOS, 2005). No cenário mundial, Schultz (2005) afirma que a tecnologia eólica atingiu um estágio de maturidade que a coloca como participante da matriz energética em vários países onde o recurso natural é disponível, com projeção para vir a ter participação expressiva na matriz mundial nas

11 11 próximas décadas. Após um início pouco frutífero nas décadas de 70 e 80, centrado em pesquisas acadêmicas e/ou dependentes de programas governamentais, a geração eólio-elétrica adquiriu escala e eficácia com o surgimento de programas de incentivo ao mercado na década de 90, podendo-se dizer que hoje ela tenha atingido limiares de competitividade comercial frente a fontes convencionais, em vários países. Isto vem permitindo que o seu mercado venha tendo um crescimento sustentado de 25-30% ao ano, o maior entre as formas de geração de energia concorrentes (SCHULTZ, 2005). Simultaneamente, o custo da energia gerada por usinas eólicas vem caindo também de forma contínua, da ordem de 5% a cada dois anos. Tal queda deve-se principalmente às economias de escala advindas do crescimento do mercado e ao avanço tecnológico, com a tendência de domínio do mercado pelos equipamentos da classe de 1 a 3 MW (SCHULTZ, 2005). Em 1997 e 1998 foi realizado um estudo com simulações em resolução horária para dois cenários de inserção de energia eólica no sistema dinamarquês, interligado ao sistema elétrico europeu. Tais estudos foram realizados na Universidade de Roskilde na Dinamarca, com contribuições de concessionárias de energia e transmissão da Dinamarca, Suécia e Noruega (WINDPOWER MONTHLY, 1998). No primeiro cenário, uma inserção eólica de 37% em consumo (54% da demanda) na Dinamarca encontraria complementaridade no sistema hidráulico da Suécia e Noruega, firmando a oferta de energia nos meses secos daqueles países, sem prejuízo aos níveis de segurança na estabilidade de fornecimento regional (WINDPOWER MONTHLY, 1998). No segundo cenário, foi analisada uma inserção eólica próxima a 100% do consumo no sistema elétrico nórdico, incluindo Alemanha, Finlândia e Holanda. Segundo as simulações, este cenário seria tecnicamente viável, sem prejuízos aos níveis de segurança do fornecimento regional, desde que realizados investimentos suplementares em reforço ao sistema de transmissão Dinamarca/Suécia (WINDPOWER MONTHLY, 1998). Uma característica marcante da geração eólica é a capacidade de atender rapidamente ao aumento real da demanda e em sua medida exata, evitando-se pesados investimentos com base em projeções econômicas de longo prazo, que nem sempre se confirmam. Como a potência das turbinas eólicas se situa na faixa de 1MW e o prazo de implantação de uma planta eólica é inferior a um ano, a expansão do sistema pode ser adequada à conjuntura de curto prazo e não à de longo prazo, como no caso das hidrelétricas. Isto permite planejamento da expansão do sistema exatamente de acordo com a expansão da demanda, acabando com um dos permanentes

12 12 desafios do planejamento do setor (SCHULTZ, 2005). A inserção da energia eólica na matriz energética tem o potencial de criação de uma indústria nacional e respectiva criação de empregos, respaldada nas experiências similares no mercado mundial. Os casos da Índia e da Espanha são os exemplos mais marcantes deste histórico. Em ambos os países, as empresas locais, em conjunto com empresários, possibilitaram o nascimento de uma nova indústria e a formação de mão-de-obra especializada (SCHULTZ, 2005). De acordo com a WWF-Brasil (2007), o futuro cenário elétrico, que busca ser ao máximo sustentável, priorizará tecnologias e práticas que busquem: Redução de impactos ambientais causados pelo setor elétrico; Redução de conflitos sociais causados por novas plantas geradoras de energia; Maior eficiência energética; Redução dos gastos de eletricidade dos consumidores; Redução da necessidade de expansão de capacidade instalada de tecnologias convencionais; Aumento da oferta de energia de maneira descentralizada; Maior espaço para fontes renováveis; Preservação ambiental. Finalmente, são sugeridas ações necessárias para agilizar a inserção em curto prazo de grandes blocos de geração eólica, de caráter técnico, econômico e institucional (legislação), de forma a viabilizar economicamente esta participação (SCHULTZ, 2005). 3 METODOLOGIA A metodologia utilizada nesse trabalho teve por base o levantamento de informações e dados através de amplas pesquisas e revisões de livros, revistas e artigos técnicos e científicos, pesquisas dedutiva, comparativa e em arquivos digitalizados na internet por sites especializados no tema e de renome nacional e internacional. Esses métodos permititam conhecer, compreender e analisar os conhecimentos já existentes sobre o assunto. Após esta fase, foi feita a compilação dos dados e a redação do artigo final.

13 13 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Recentemente, a preocupação com as emissões de gases de efeito estufa provenientes da queima de combustíveis fósseis vem mobilizando a comunidade e os governos mundiais no sentido de mudar o perfil de suas matrizes energéticas, com maior participação das energias renováveis. As tecnologias renováveis são ideais para o aproveitamento de recursos locais de matéria prima e mão de obra, evitam perda de transmissão, e aliviam as responsabilidades das autoridades e das concessionárias pelo bom funcionamento das malhas da rede elétrica. O uso de sistemas eólicos é uma opção energética que se torna cada vez mais competitiva à medida que seus custos de investimento diminuem, os custos dos combustíveis fósseis aumentam e o impacto ambiental é cada vez mais relevante para a sociedade. Também se apresenta como uma solução adequada para energização rural através da instalação de pequenas unidades, naturalmente em locais com ventos consistentes, combinado, ou não, com outras fontes locais de energia. A energia eólica pode ser usufruída, também, em pequenas concentrações urbanas, como apresentado na Figura 5 onde um aerogerador atende a demanda de aproximadamente 1500 estabelecimentos entre residências e comércios. Isso contribuiria para a conservação dos recursos naturais; reduziria custos com a geração e transmissão de energia e aumentaria a eficiência da relação entre geração e consumo, levando em consideração que o gerador elétrico seria instalado junto ao ponto de consumo evitando perdas com a transmissão. Figura 5: Aerogerador instalado no interior de uma pequena cidade na Inglaterra ( 2008).

14 14 A energia eólica pode ser considerada como uma das formas em que se manifesta a energia proveniente do Sol, isto porque os ventos são causados pelo aquecimento diferenciado da atmosfera. Essa não uniformidade no aquecimento da atmosfera deve ser creditada, entre outros fatores, à orientação dos raios solares e aos movimentos da Terra. Embora o emprego da energia eólica apresente alguns fatores inconvenientes como a questão da disponibilidade, pois o vento não sopra todo o tempo, e as plantas eólicas exijam elevado investimento inicial, há uma série de fatores favoráveis a sua utilização, tais como: Combustível: não há necessidade, portanto não há emissões de CO 2 ; Variação de preços: imune a choques, indisponibilidade ou importação de combustíveis; Instalações: modulares e rápidas; Capacidade: interligada à rede pode suprir grandes demandas; Economia no entorno: as atividades agrícolas ou industriais não são afetadas; Meio rural: permite o aproveitamento energético em pequenas instalações isoladas. Pode-se acrescentar como ponto positivo, a facilidade e capacidade de implantar e/ou expandir as fazendas eólicas de acordo com a demanda real e sua respectiva evolução, o que não ocorre com as hidrelétricas, por exemplo. Como em qualquer outra forma de geração de energia elétrica, não há um aproveitamento total do recurso utilizado, ou seja, não se pode converter toda energia dos ventos em energia elétrica. Isso ocorre devido às perdas mecânicas e elétricas. Outro fator negativo para implantação de um parque eólico é a grande área requerida para instalação das turbinas geradoras de energia elétrica, além de restrições ambientais sobre a utilização do solo. Em contrapartida, a indústria eólica tem investido no desenvolvimento tecnológico da adaptação das turbinas eólicas convencionais para uso no mar, como já existe em outros países, conforme demonstra a Figura 6.

15 15 Figura 6: Parque eólico instalado no mar do norte (BRITSC, 2005). Esse avanço tecnológico da energia eólica é cada vez mais ascendente, propiciando uma redução dos aspectos negativos da sua implantação. As turbinas, por exemplo, estão adquirindo dimensões cada vez maiores reduzindo a rotação. As baixas rotações atuais tornam as pás visíveis e evitáveis por pássaros em vôo. Quanto aos níveis de ruído, turbinas eólicas satisfazem os requisitos ambientais mesmo quando instaladas a distâncias da ordem de 300m de áreas residenciais. Esses aspectos contribuem para que a tecnologia eólio-elétrica apresente o mínimo impacto ambiental, entre as fontes de geração na ordem de gigawatts. Existe, também, uma tendência descendente da evolução dos custos de geração da energia elétrica a partir de turbinas eólicas, em comparação com os custos da energia gerada nos padrões atuais. Além disso, os avanços obtidos com os novos materiais contribuem para reduzir a fadiga e o stress dos componentes das turbinas (rotor, transmissões, gerador e torre) com reflexo nos custos de manutenção. Isto contribui para o aumento da eficiência energética que é outro fator importante na geração de energia e preservação ambiental. A redução da emissão de milhares de toneladas de CO 2 com a implantação da energia eólica é outro ponto positivo. Esse déficit de emissão fomenta os mecanismos de desenvolvimento limpo e alimenta o mercado de créditos de carbono, que está em ascensão com perspectivas de movimentações financeira monstruosas. Isso poderia ajudar a sanar o custo do investimento inicial, além de contribuir para a manutenção da planta eólica. Apesar de tudo, esse tipo de geração de energia seria viável para complementar o abastecimento de energia já existente, sendo interligada à rede elétrica. Isto é, poderia ser utilizada como uma complementaridade sazonal entre os regimes naturais de vento e as vazões

16 16 naturais hídricas na parcela hidrelétrica predominante do sistema elétrico brasileiro atual. Nesse sistema, a inserção de energia eólica potencializa uma maior estabilidade sazonal na oferta de energia, conforme o exemplo da Figura 7. No Brasil, por exemplo, particularmente na região Nordeste, a energia eólica é uma alternativa para complementar a hidreletricidade, já que o período com maior regime de ventos ocorre quando há baixa precipitação de chuvas. Além do mais, o maior potencial eólico brasileiro encontra-se nessa região (WWF-Brasil, 2007). Figura 7: Comparação entre o fluxo de água do Rio São Francisco e o regime de vento no nordeste do Brasil (CBEE, 2008). Com isso, esse suprimento e a descentralização energética poderiam colaborar para o acarretamento da estabilização nas emissões de gases causadores do efeito estufa, além de afastar os riscos de possíveis apagões. 5 CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS Energia é um elemento fundamental para garantir nosso desenvolvimento. Porém, para assegurar a sustentabilidade das fontes energéticas, devemos buscar opções de energia limpas e renováveis, que sejam também economicamente viáveis e socialmente justas. Com o Programa de Incentivos a Fontes Alternativas PROINFA, criado em 26 de abril de 2002, pela Lei nº , do Ministério de Minas e Energia, que assegura, através da

17 17 Eletrobrás, a compra da energia produzida no período de 20 anos, espera-se ampliar a participação das chamadas fontes alternativas de energia eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas (PCH s) na matriz energética, com o incremento de MW de capacidade instalada. Ou seja, este programa tem como objetivo garantir 10% da produção de eletricidade a partir de fontes renováveis, até 2010, e chegar a 20% em Com isso, espera-se um aproveitamento maior da energia eólica, que vem se consolidando cada vez mais no mundo como uma alternativa viável e limpa. Esse tipo de energia compõe complementarmente matrizes energéticas de muitos países e, uma vez que os ventos oferecem uma opção de suprimento no século XXI, em conjunto com outras fontes renováveis, poderá conciliar as necessidades de uma sociedade industrial moderna com os requisitos de preservação ambiental. No Brasil, embora o aproveitamento dos recursos eólicos tenha sido feito tradicionalmente com a utilização de cata-ventos multipás para bombeamento d água, algumas medidas precisas de regimes de vento, realizadas recentemente em diversos pontos do território nacional, indicam a existência de um imenso potencial eólico ainda inexplorado. Fontes alternativas são muito mais do que opções energéticas, são alternativas estratégicas para ampliar a segurança de fornecimento de eletricidade ao mercado nacional e são, ainda, os principais vetores de atuação dos países na temática das mudanças climáticas devido à redução de emissão de gases de efeito estufa que elas proporcionam. Além disso, o avanço da energia eólica contribui também para a capacitação e absorção de novas tecnologias contribuindo, assim, para o aumento da eficiência energética. Outro fator que adere grande competitividade a esse tipo de geração de energia é a inserção de taxas de emissão de gases do efeito estufa em discussão em vários parlamentos e fóruns já que a implantação de plantas eólicas reduz drasticamente este tipo de emissão, sem contar os baixos riscos econômicos e ambientais a ela associados. Com isso, as oportunidades econômicas nas tecnologias limpas e a energia verde prosperarão e gerarão dinheiro. Para inserir tal tecnologia se faz necessário a realização de estudos prévios de viabilidade e custo-benefício para o país poder tirar maior proveito do potencial dessa energia, contando com unidades pilotos demonstrativas avaliando as reais condições de funcionamento dos sistemas para posterior implementação. Porém, não basta apenas realizar estudos e elaborar projetos para implantar energias renováveis. Mudanças no comportamento dos moradores, nos padrões culturais, escolhas dos consumidores em relação aos equipamentos que menos consomem energia, e o uso de novas tecnologias podem promover uma redução considerável das emissões de CO 2.

18 18 Enfim, com base em dados reais, pode-se comprovar efetivamente a contribuição que a energia eólica pode trazer ao sistema elétrico brasileiro, uma vez que possibilita um equilíbrio na oferta de energia quando associado à geração hidráulica, permitindo uma maior disponibilidade da água acumulada e otimização do uso dos reservatórios, com o aproveitamento desse recurso em períodos secos e em horários de ponta do sistema. Pode-se concluir, portanto, que a tendência futura é a passagem de um mundo movido por poucas fontes energéticas para um cenário diversificado, onde a energia eólica, a que apresenta maior crescimento de acordo com dados obtidos, é uma das alternativas mais viáveis, já que concilia desenvolvimento sustentável com eficiência energética atendendo às especificidades de cada região. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMARANTE, O., Zack, M. e Sá, A. Atlas do Potencial Eólico Brasileiro. Brasília, BURGOS, P. Revista Super Interessante. São Paulo: Abril, n.247, 15 de dezembro de CBEE, Centro Brasileiro de Energia Eólica. acesso em 24 de setembro de 2008 às 18:45. HALLIDAY, J. A., Gardner, P. E Bossani, E.A., 1985: Wind monitoring for large scale power generation on Shetland. 4th Conference on Energy for Rural and Island Communities, Scotland, setembro. acesso em 7 de novembro de 2008 às 12:00. acesso em 6 de Novembro de 2008 às 14:20. acesso em 7 de novembro de 2008 às 11:50. IPCC, Painel Intergovernamental Sobre Mudanças Climáticas. Mudança do Clima 2007: Mitigação da Mudança do Clima, MARRANGHELLO, M. e Consul, R. A. Uso da Energia Eólica no Estado do Rio Grande do Sul. Revista do Centro de Tecnologia da Ulbra. Rio Grande do Sul: ULBRA, vol. 5, nº1, MIRANDA, A.P.R. Geração eólica como alternativa para alimentar redes de distribuição de eletricidade. Eletricidade Moderna. São Paulo: Aranda Editora, nº373, OCÁCIA, G. C. Energia Eólica Estado da Arte e Algumas Projeções. Revista do Centro de Tecnologia da Ulbra. Rio Grande do Sul: ULBRA, vol. 3, nº2, ROSAS, P. A. C. e Estanqueiro, A. I. Guia de Projeto Elétrico de Centrais Eólicas. Recife: Centro Brasileiro de Energia Eólica, Vol. 1, 2003.

19 19 RÜNCOS, F., Carlson, R., Kuo-Peng, P., Voltolini, H. e Batistela, N.J. Características, vantagens e desvantagens das atuais tecnologias. Eletricidade Moderna. São Paulo: Aranda Editora, nº373, SCHULTZ, D. J., Amarante, O.A.C., Rocha, N.A., Bittencourt, R.M. e Sugai, M. R.V. B. Sistemas Complementares de Energia Eólica e Hidráulica no Brasil. Revista Técnico- Científica da Área de Energia. Paraná: COPEL, nº3, WINDPOWER MONTHLY. Denmark, vol. 14, nº 4, WWF-Brasil. Agenda elétrica sustentável 2020: estudo de cenários para um setor elétrico brasileiro eficiente, seguro e competitivo, vol. 12, 2ª Ed., Brasília, 2007.