Cauê Barros Guimarães
Aluno do curso de Formação de Líderes Políticos
A Energia Elétrica
A energia elétrica é a principal fonte de energia do mundo, graças a sua facilidade de transporte e baixo índice de perda energética durante conversões. É produzida a partir do potencial elétrico de dois pontos de um condutor. Em grande parte, a energia elétrica é produzida em usinas hidrelétricas, usinas eólicas, usinas solares, usinas termoelétricas e usinas nucleares.
A geração de energia elétrica se leva a cabo mediante diferentes tecnologias. As principais aproveitam um movimento rotatório para gerar corrente alternada em um alternador. O movimento rotatório pode provir de uma fonte de energia mecânica direta, como a corrente de uma queda d'água ou o vento, ou de um ciclo termodinâmico.
Em um ciclo termodinâmico se esquenta um fluido e se consegue com que realize um circuito no qual move um motor ou uma turbina. O calor deste processo se obtém mediante a queima de combustíveis fósseis, as reações nucleares ou outros processos, como o calor proveniente do interior da Terra ou o calor do Sol.
Panorama da Energia Elétrica no Brasil
O Brasil tem oscilado entre o 7º, o 8º e 9º lugar no consumo de eletricidade no mundo. Possui um consumo médio aproximado de 2.300 kWh per capita. O consumo residencial no nordeste é de 60% em relação ao consumo médio nas regiões sul e sudeste. Os países 3 desenvolvidos, em geral, possuem um consumo médio de, pelo menos, 4.000 kWh per capita. Canadá e EUA possuem um consumo médio per capita de 14.000 kWh. Já a França, Alemanha, Coreia do Sul, Japão, Espanha, Itália, Rússia e Reino Unido, consumo per capita encontra-se na faixa de 8.000 kWh. Um terceiro grupo formado por China, Portugal, Chile e África do Sul estão na faixa de 4.000 kWh. Estes dados indicam que o Brasil tem muito potencial de crescimento.
Outra métrica interessante é a relação da taxa anual do PIB com a taxa anual do consumo de energia elétrica. Existe uma correlação forte positiva de 0,7069 entre as variáveis. Além disso, o Brasil é 62º país no ranking do Banco Mundial e do FMI de PIB per capita. Tais informações, quando analisadas em conjunto, mostram que se o Brasil quiser aumentar seu PIB de forma considerável, pois a margem para tal, só será possível se sua matriz energética comportar a demanda por eletricidade. Para cada 1 ponto percentual de incremento no PIB será demandado um aumento de 0,77% de geração de energia elétrica.
A composição da matriz energética brasileira pode ser abordada por duas perspectivas distintas e opostas. A primeira, do ponto de vista positivo, mostra que 86% da capacidade instalada provém de fontes de energia renovável, ou seja, são aquelas que são repostas naturalmente, como a água, vento e luz solar. Neste grupo encontram-se as hidrelétricas (66%), eólica (10%), biomassa (8%) e solar (2%). Vale ressaltar que o Brasil é segundo país no mundo em capacidade instalada para geração de energia a partir de hidrelétricas. Os outros 14% que complementam a matriz energética do país advém de fontes não renováveis, tais como: gás natural (8%), carvão (2%), óleo/diesel (3%) e nuclear (1%).
Sob a ótica negativa, a energia proveniente de fontes naturais depende de fatores climáticos externos não controláveis, tais como chuvas, ventos e presença de sol. Estes fatores, em épocas atípicas ou sazonais, geram um risco de apagões no sistema. Estes apagões no sistema são um colapso na rede, onde há mais consumo do que demanda.
O parque energético eólico brasileiro se concentra basicamente no Nordeste. Em um único dia chega a variar 6.500 MW entre a capacidade que consegue gerar energia. A título de comparação, a capacidade máxima total proveniente de energia eólica é de 15 MW no país. Em um momento de ventos mais fracos durante um dia, pode cair para menos 10 MW. Além de que, o pico máximo dura, no máximo, duas horas. Outro comparativo, a maior usina hidrelétrico do Nordeste, a de Xingó, possui uma potência de 3.162 MW.
Já o modelo solar, apesar de ter uma representatividade menor na matriz energética, por enquanto, apresenta produção de energia de acordo com a curva de Gauss, ou seja, acontece entre seis horas da manhã e as seis horas da tarde, sendo que o ponto máximo ocorre ao meio dia. Uma informação importante sobre esta fonte é de que em todos os estados do Brasil é possível gerar energia a partir dela. Sendo que no cinturão solar – que compreende os estados de SP, MS, MT, GO, MG, BA, PI, MA, TO, CE, RN, PB e PE - há uma taxa de radiação extremamente favorável.
Por fim, as hidrelétricas necessitam de grandes reservatórios de água. Nos anos 1990, os estoques comportavam uma reserva para longos períodos de tempo. Em 2019, o estoque era para 6 meses e em 2020, o estoque baixou para 5,4 meses. A previsão para 2021 é de estoques em 5,2 meses favorável.
Apesar dos pontos mencionados, há uma boa notícia de que existe uma complementariedade no que tange a geração de energia pelas fontes renováveis. Em outras palavras, os horários de maior força e incidência de ventos acontecem no período noturno, com a menor geração de energia ao meio dia. Por outro lado, a energia solar é mais proeminente ao meio dia e não há geração por esta fonte no período noturno. Adicionalmente, no período seco que acontece do início de maio até o final de novembro, a incidência de ventos aumenta e há uma elevação na taxa de radiação proveniente do sol. Neste período a vazão dos rios diminui e, consequentemente a produção a partir de hidrelétricas também. Portanto, um desafio para o Brasil é otimizar sua capacidade de geração de energia de acordo com fatores de sazonalidade diária e mensal.
Pensando nisso, a perspectiva, divulgada no Plano Decenal de Energia 2029 é de que haja um crescimento de 48 até 2029, sendo que em hidrelétricas prevê-se aumentar em 9%, em gás natural em 181%, em energia nuclear 70%, em eólica 163%, em biomassa 19% e em solar 621%. As fontes de carvão, diesel e óleo devem perder espaço na matriz enérgica. Com esta intenção, a nova configuração da matriz diminuiria em quatro pontos percentuais o foco em energia renovável, ou seja, sairia dos atuais 86% para 82%, em virtude do aumento substancial em gás natural, mas ficará mais homogênea. Hidrelétricas corresponderão a 48,5%, gás natural a 15,5%, eólica a 17%, solar a 9,7%, biomassa a 6,8%, nuclear a 1,5% e diesel/óleo a 1,1%.
Uma Proposta de Futuro
Uma fonte de energia pouco utilizada no Brasil, mas que poderia ser mais bem estudada é a nuclear. No mundo, de acordo com a Energy Agency, corresponde a 10,4% da matriz energética global. Segundo a World Nuclear Association o percentual tende a crescer com a construção de novas usinas. Atualmente, existem 61 unidades em construção em países como China, Índia, Rússia, Coreia do Sul, Finlândia e França. Os governantes acreditam que a energia nuclear é um elemento essencial para o presente e futuro energético de seus países, pois é uma energia limpa e estratégica. A China, como exemplo, está construindo 20 reatores, mas já planeja a construção de outros 176. Os Estados Unidos possuem o maior parque nuclear do planeta, com 104 usinas em operação. França, com 58 reatores, e Japão, com 50, também são grandes produtores de energia nuclear, seguidos por Rússia com 33 e pela Coréia do Sul que possui 21.
A maior vantagem ambiental da geração elétrica através de usinas nucleares é a não utilização de combustíveis fósseis, diminuindo consideravelmente o lançamento na atmosfera dos gases responsáveis pelo aumento do aquecimento global. Além disso, usinas nucleares que ocupem áreas relativamente pequenas já conseguem uma alta produção de energia. Outra 5 vantagem é de que podem ser instaladas próximas aos centros consumidores e não dependem de fatores climáticos para o seu funcionamento. Por fim, o urânio utilizado em usinas nucleares é um combustível de baixo custo e fácil transporte, uma vez que as quantidades mundiais exploráveis são muito grandes e não oferecem risco de escassez em médio prazo.
Dentre as desvantagens das usinas nucleares, pode-se citar o fato de elas utilizarem fontes não renováveis; os riscos de acidentes; a poluição térmica dos rios gerada pelo descarte da água empregada nas usinas; o alto preço em termos de investimentos; além da dificuldade de descarte do lixo radioativo gerado.
No Brasil, como apresentado anteriormente, somente 1% de toda produção de energia vêm de usinas nucleares. Os problemas para que se aumente tal taxa são oriundos de diversas fontes. Um deles é relacionado a legislação vigente de que somente o estado tem autorização para produzir energia a partir de usinas nucleares. Baseado nessa única opção e na falta de concorrência o custo de construção deste tipo de usina no Brasil é altíssimo.
A construção da usina de Angra 3 começou em 1981 e já se gastou R$ 8 bilhões para 65% de conclusão. Estima-se mais R$ 17 bilhões para que obra seja terminada até 2026. Com este custo, para que a operação seja viável, a tarifa a ser cobrada ficaria entre R$ 400 e R$ 560 por MWh. A tarifa média das termoelétricas e hidrelétricas é de R$ 285 por MWh, da energia solar é de R$ 312 por MWh, da energia eólica é de R$ 219 por MWh e de biomassa é de R$ 168 por MWh. Em Angra 1 e Angra 2, a tarifa média é de é de R$ 230 por MWh. Logo, somente no Brasil a energia nuclear ficará mais cara do que as demais fontes.
Uma solução para que o Brasil aumente sua produção energética a partir de usinas nucleares se daria com a aprovação de um novo marco regulatório onde seria necessário adicionar uma clausula para uso do uranio com fim de geração de energia pela inciativa privada. Adicionalmente, rever e atualizar as formas de licenciamento ambiental para a extração, manutenção e transporte do uranio.
Dificilmente, sem o uso de usinas nucleares, o Brasil conseguirá um aumento substancial em sua geração de energia, o que pode vir a ser um gargalo para o crescimento do país.
