Geração segura e confiável (de preferência, barata)

Pressionar o interruptor para acender uma lâmpada é um ato já quase involuntário, próximo do ato de respirar. Atualmente, cerca de 5,8 bilhões de pessoas têm acesso à energia elétrica, um aumento de 15% (em conforto, segurança e qualidade de vida) em 2016 quando comparado a 2015, segundo o World Energy Outlook [1]. Ou seja, 5,8 bilhões de pessoas no mundo esperam chegar em casa e acender uma lâmpada, encontrar o alimento refrigerado, ligar a TV, somente para citar ações corriqueiras. Não há dúvida, portanto, que energia é qualidade de vida e viver sem nos leva de volta à escuridão, ao alimento de vida curta e, em alguns lugares, à dificuldade de se cozinhar os alimentos.

Além do uso da energia elétrica para fins residenciais, a indústria é o setor que mais a utiliza. Motores, aquecedores, secadores, sistemas de comunicação, dependem da energia elétrica. Não raro, usuários industriais se valem de usinas de geração de de energia, seja para fins emergenciais, seja para geração contínuo para seu processo produtivo.

Para nós, brasileiros, não é diferente.

Para que as cenas antes descritas possam ocorrer de fato, a energia elétrica deve estar disponível no momento em que é demandada, na hora em que o interruptor é pressionado ou o motor elétrico acionado. É isso que esperamos, não é? E para que a energia esteja disponível, é preciso que tenhamos usinas confiáveis, o que significa que a fonte primária da usina tenha suprimento confiável, independente de sazonalidades.

A fonte primária de nossas usinas hidrelétricas é a água. Nas usinas mais antigas a água é represada, formando reservatórios controlados para se gerar energia o ano todo. Nos períodos chuvosos, os reservatórios acumulam água, no período da seca, entregam esta reserva às turbinas. Infelizmente, este não é o caso das hidrelétricas inauguradas nos últimos anos no Brasil, estas usinas operam sem reservatórios acumuladores, e ficam à mercê da sazonalidade. Durante períodos úmidos, geram mais, durante a seca, menos.

E a situação futura da matriz brasileira pode ser ainda pior. O crescimento da capacidade instalada de usinas eólicas e fotovoltaicas, pode vir a desestabilizar o sistema interligado, provocando flutuações que não serão suportadas pelas usinas a fio d'água. Não se pretende advogar contra as usinas fotovoltaicas, sequer contra as usinas eólicas, mas sim de alertar para a necessidade de se suportar o crescimento destas fontes renováveis com usinas que possam despachar quando o Sol e o vento não estiverem disponíveis. Enfim, trata-se de garantir a confiabilidade do fornecimento de energia elétrica. Conforme o Fact Sheet: World Energy Outlook 2016 [2]: "... the increased role of electricity in all economies and the rising share of variable renewables (wind and solar) in power generation put electricity security under the spotlight."

Voltando ao início deste texto, energia elétrica é fundamental para o conforto e do desenvolvimento da sociedade e deve ser suprida de forma confiável, abundante e barata. Este tripé ainda não integra as características das fontes solar e eólica e para se garantir o suprimento para a sociedade e para a indústria, há que se iniciar uma discussão séria que envolva aspectos técnicos e econômicos, de forma a suportar as políticas para o setor. O contrário, se definir políticas e depois correr para viabilizar técnica e economicamente sairá, como já sabemos, caro para quem paga a conta.

É demais da conta

Sempre fui bastante curioso sobre muita coisa. Na maioria das vezes esta curiosidade me leva a ler sobre assuntos que nada têm a ver com minha profissão, mas que me fazem pensar a respeito de possíveis correlações com aquilo tenho como essência de nossa existência e sobrevivência: energia.
Esta semana me deparei com uma entrevista muito interessante com o Professor Vaclav Smil, da Universidade de Manitoba, no Canadá. Nesta entrevista, dada à Revista Exame ele traz uma preocupação que deveria estar conosco todos os dias, o uso racional dos recursos naturais. Tenho colocado algum esforço para pensar sobre isto, pois vejo todos os dias um movimento de consumo muito grande, mas também um desperdício enorme. Como bem ressalta o Professor, somente para se ter status ou satisfazer uma ansiedade momentânea de possuir algo "melhor".
Um dado assustador que ilustra esta necessidade de contenção do consumo, e que não aparece na versão online da entrevista, é que a China usou mais cimento nos três últimos anos do que os Estados Unidos inteiro no século XX. Um crescimento baseado em consumo e não em qualidade de vida poderá fazer com que o planeta não consiga sustentar a crescente população mundial. Mas o que isto tem a ver com energia?
Tudo! É a resposta que me veio à mente. O que tenho percebido é que nossa política energética é baseada no aumento de consumo e muitíssimo pouco investimento em qualidade e racionalidade. Certamente fruto da política de crescimento da economia, também baseada no consumo. Há muito os especialistas em eficiência energética afirmam, sem que alguém os consteste consistentemente, que no Brasil se desperdiça uma usina de Itaipu por falta de programas de conservação de energia. Mas onde estão os programas de eficiência que fariam com que esta dependência fosse menor?
O que se vem fazendo em termos de planejamento é diminuir a dependência hidrológica através da inserção de alternativas como o gás natural, a eólica, a biomassa, etc. Mas vejamos: a eólica é intermitente, o gás natural não tem uma política clara, sequer tem distribuição suficientemente ramificada para atingir áreas que estão em franco crescimento, como a nova fronteira agrícola, no Centro-Oeste. Se formos pensar em carvão, temos que importar uma boa parte. Nosso programa nuclear é pífio e até hoje não conseguimos terminar a construção de nosso parque em Angra dos Reis (eu era muito criança quando esta conversa começou).
Alguém me explique por que é tão difícil implantar programas de eficiência energética quando todos os atores do setor se manifestam a favor de medidas para racionalização do consumo.

Diversidade da matriz, de novo

Esta semana li dois artigos muito interessantes. Ambos mexem em vespeiros de diferentes vespas. O primeiro atende pelo título de "Renewables Aren't Enough. Clean Coal Is the Future", o segundo é o "All at sea - Researchers find advantages in floating nuclear power stations".

O corpo do artigo da Wired, o primeiro deles, trata do temível carvão e fala da instalação chinesa denominada GreenGen, um projeto conjunto entre o governo Chinês e a Peabody Energy, que vem a ser a maior mineradora privada de carvão do globo. Parece justo, o maior importador e o maior fornecedor, juntos no que parece ser uma empreitada para limpar a geração de energia a partir do carvão. Não se trata de defender ou atacar o carvão, mas de divulgar o que vem sendo o desenvolvimento de uma tecnologia que pode reposicionar o carvão junto à percepção do público.

A usina em questão é utilizada para se testar a tecnologia de limpeza dos gases da chaminé das usinas a carvão, visando a captura do dióxido de carbono, CO2, um elemento que contribui fortemente para o agravamento do efeito estufa. Assunto batido, não vou me alongar sobre o efeito estufa. A planta de separação do CO2 usa a tecnologia de absorção por amina. O CO2 separado é estocado no subsolo, a uma profundidade que varia em função do volume de gás e características do subsolo. É projeto para consumir alguns bilhões de dólares, mas, se alcançar seus objetivos, irá recolocar no mercado um combustível cuja reserva é a maior do planeta e que contribui com mais de 40% da eletricidade gerada no mundo.

A segunda reportagem foi publicada pela The Economist, apresentando a proposição de pesquisadores do MIT, da Universidade do Winscosin e da Chicago Bridge & Iron, empresa de engenharia offshore e nuclear. A ideia é simples: instalar usinas nucleares em alto mar, onde há uma imensa massa de água para resfriá-las. A segurança é, em tese, maior, pois não haveria falta de fluido resfriador e tsunamis em alto mar não causam o mesmo impacto que quando atingem a terra firme. Além de simples, a ideia não é nova, o artigo descreve situações implantadas e tentativas de se instalar usinas em navios e plataformas.

Na verdade, o que estes dois artigos mostram, o primeiro já no título, é que as fontes renováveis não serão suficientes para suprir as necessidades da humanidade. Tampouco o serão os fósseis. Embora existam reservas provadas de carvão, por exemplo, para mais de 100 anos - convenhamos, isto é pouco! - até lá há que se inventar/descobrir/melhorar alternativas viáveis.

As fontes renováveis vêm crescendo nos últimos anos. O custo específico de usinas eólicas e fotovoltaicas declinou sensivelmente. Mas ainda assim, o carvão foi a fonte que apresentou maior taxa de crescimento dentre todas as fontes. Tomara que o projeto Chinês dê certo, e que outros sigam a linha de fazer do carvão um combustível mais amigável ao meio ambiente.

As pesquisas e propostas a respeito do uso da energia nuclear sugerem o mesmo. As renováveis ainda têm muito chão pela frente. Um dos principais desafios é aumentar a eficiência e a disponibilidade destas fontes. Certamente estamos no caminho. Um longo caminho. E aqui fica meu desejo de que se invista o mesmo esforço em cada fonte renovável que se investindo no carvão e nas nucleares.

A atual situação energética do Brasil mostra que o equilíbrio é a melhor saída. Depender de uma só fonte é viver com a espada no pescoço, sem ter para quem pedir socorro nos momentos em que esta fonte seca - sem trocadilho. Somos, sim, privilegiados pela abundância de rios, mas a seca não obedece às regras políticas e não senta para negociar com ministros e tecnocratas. O país precisa investir mais contundentemente no desenvolvimento de tecnologias de uso de outras fontes, renováveis e não renováveis, ou sofrer a cada 5 ou 6 anos o rigor com que a natureza trata os displicentes.

Uma matriz balanceada respeita o ditado que sempre ouvi: quem come de tudo, não morre fome.

Referências para este post:

1. Renewables Aren't Enough. Clean Coal Is the Future - link.
2. All at sea - Researchers find advantages in floating nuclear power stations - link.

Água de beber, camará

Depois de tudo que já li, confesso que algumas vezes apavorado, afinal parece que política revoga até as leis da física, concluí que já estamos sofrendo um racionamento. Me parece bastante claro que o fato de estarmos com todas as térmicas acionadas configura um racionamento de água. Ou seja, despacharam-se todas as térmicas para que sirvam ao seu propósito: garantir que os reservatórios sejam preservados. É fato que algumas térmicas operam na base. Poucas, mas estão lá, ajudando a preservar o (hoje nem tão seguro) nível dos reservatórios.

Mas estamos nos esquecendo de um fato importante e que afeta drasticamente o cenário energético. As térmicas também usam água. - Hã?! Como assim!? - Pois é. Com exceção daquelas que operam com turbinas a gás em ciclo aberto e aquelas que operam com motores alternativos (estes também precisam de um pouquinho de água), as demais precisam de bastante água para gerar vapor e para as torres de resfriamento. Muitas destas usinas captam água dos rios cercanos para repor estes circuitos. E não estamos falando de pouca coisa.

Uma termelétrica de ciclo combinado retira de sua fonte, que pode ser um rio, um lago, ou do mar, uma média de 957 litros d'água para cada MW-h gerado, uma usina a carvão já consome uma média de 3.800 litros d'água para cada MW-h gerado. Ou seja, uma térmica de 100 MW vai consumir 2.296.800 litros por dia da sua fonte de água, se for um ciclo combinado, e 9.130.000 litros, se for uma usina a carvão. Uma usina a biomassa (bagaço de cana, por exemplo) vai consumir 1.595.000 litros médios em um dia - considerei aqui uma usina menor, de 20 MW, por ser representativa deste tipo de empreendimento.

Embora as usinas a biomassa sejam menores, elas representam 8,96% da potência instalada, segundo o BIG, Banco de Informações de Geração da ANEEL. Ainda segundo o BIG, somando-se biomassa, carvão e gás natural, chegamos a 22,8%. É um número que não pode deixar de existir neste momento.

Ou seja, o que já é ruim pode vir a piorar,  pois a seca tem sido democrática, atacando rios grandes, médios e pequenos, e nossas grandes térmicas se servem destes rios.

Estes dados foram tirados de dois relatórios, um do NREL, National Renewable Energy Laboratory, e do EW3, Energy and Water in a Warming World Initiative. O primeiro relatório você pode baixar clicando aqui e o segundo aqui. São dados válidos para os EUA, mas não estamos muito distantes disto.

Apaguinho, apagão!

As discussões sobre quase tudo que leio por aí não tem caráter técnico. Têm caráter financeiro. Dá para entender, afinal é sabido que o dinheiro move o mundo. Vem sendo assim desde que começamos a vender/comprar, no começo, ainda sem o vil metal, na base do escambo.
Por causa da profissão, sempre me perguntam quanto custa a energia disto ou daquilo, quase nunca, quase nunca mesmo, me perguntam se é possível fazer funcionar. Parece que qualquer coisa que receba dinheiro vira realidade, e a única questão é se dá dinheiro ou não.
Uma das raízes de nossa atual situação energética talvez seja a mentalidade voltada para (somente) a viabilidade econômica. Muitas vezes, os números, leia-se as quantias, são levados a masmorra, torturados, e saem somente quando dizem aquilo que o "empreendedor" quer ouvir, e o que ele quer ouvir é que a coisa é viável, que a taxa de retorno é altíssima e que o investimento se paga rapidamente.
Neste sentido, temos diversos investidores "profissionais". São aqueles que montam o empreendimento "viável" e depois correm atrás de executivos ávidos por mostrar aos acionistas que fizeram um negócio das Arábias.
Algumas das usinas que não saíram do papel têm o jeitão de terem sido pensadas para arrecadar dinheiro. As cifras são altíssimas, ganhos espetaculares, mas quando a coisa vem para a realidade técnica, não se consegue executar. O site não tem combustível. Os motores ou turbinas não alcançam a potência esperada, nem a eficiência. Ou até mesmo não há capacidade de fornecimento de equipamentos tão complexos em tão pouco tempo. As linhas de transmissão não existem (?). Acabamos ficando sem energia.
O bom projeto, para o país e para o investidor, é aquele em que nós recebemos a energia, de verdade, e o investidor recebe o retorno do investimento, também de verdade.

A saúde das térmicas

As termelétricas foram instaladas no Brasil como usinas que garantiriam a segurança do sistema elétrico, ou seja, deveriam ser acionadas somente em situações emergenciais, muitas vezes para se garantir que o nível dos reservatórios das hidrelétricas não fossem reduzidos evitando-se, assim, um racionamento de energia, o temido apagão. Em nome desta segurança assassinou-se a eficiência. A maioria de nossas termelétricas opera com baixos níveis de eficiência. Enquanto se pode chegar a eficiências superiores a 55% em usinas termelétricas de ciclos combinado, na maioria das usinas a gás no Brasil, a eficiência não passa de 35%. Em usinas a biomassa e carvão, os números são ainda mais baixos. Com esta baixa eficiência, as emissões específicas, por MegaWatt-hora, são altas.
Outro aspecto importante é que os equipamentos que compõem estas termelétricas são fabricados para funcionarem, ou seja, produzirem energia. O fato de não estarem constantemente despachados ou serem despachados esporadicamente cria uma série de problemas de conservação e manutenção, sem falar dos custos de manter estes ativos inoperantes. Nossas usinas já estão chegando a mias de dez anos de vida, e se faz necessário termos ferramentas para mantê-las saudáveis, ou iremos pagar em dobro; pela compra de novos equipamentos e pela reposição dos que aí estão.

Inaugurado

Este é o primeiro post neste blog através do qual pretendo dividir minha percepção sobre o tema energia. A verdade é que tem me incomodado muito a quantidade de especulistas, esta raça misturada de especialistas com especuladores, que dão os mais diversos palpites a respeito de tudo. Muitos falam de meio ambiente, economia, energia, lançamento de foguete, acidente aéreo, aquecimento global e, inclusive, energia. Tudo ao mesmo tempo agora. E veja que energia em si já é um assunto amplo, vai do planejamento da matriz energética até o preço da energia e as políticas para os diversos elos da cadeia.

Optei por também opinar, uma vez que ouço falar do tema  desde minha infância -  ou talvez tenha desejado ouvir sobre isto, o que significa desde a minha infância. O fato é que crises energéticas vêm e vão, e quando uma vem todos se lembram dos mesmos assuntos: fontes renováveis, racionamento, eficiência energética, a riqueza do Brasil em fontes energéticas, o que é verdade, e por aí vai. E quando a crise se vai, poucos se lembram destes assuntos, a não ser alguns poucos "chatos" que ficam alertando o governo e a população para que se diversifique a matriz energética, para que se usem os recursos de forma racional, para que a indústria seja incentivada à eficiência.

Obviamente que não serei eu a resolver o problema, mas já que os mais diversos tipos humanos propalam certezas, vou também colocar biomassa na fogueira, afinal, a savana digital é para todos e vou me aproveitar disso.

Alerto aos visitantes que minha formação é técnica, sou Engenheiro Mecânico com especialização em produção de energia, é disto que eu gosto, e é sobre isto que darei a maior parte dos pitacos.

Como mencionei antes, desde pequeno ouço falar de crises. Nasci um ano antes da crise provocada pela OPEP, a temida Organização dos Países Produtores e Exportadores de Petróleo. Até onde entendo, o embargo foi imposto pelos países árabes que compunham o OPEP, mas esta é uma discussão sobre a história da coisa, não cabe aqui, informações sobre isto podem ser encontradas em bibliotecas e, claro, na internet. Voltando, na minha infância vi os carros a álcool pelas ruas, em seguida os vi sendo empurrados pelos donos até os postos de abastecimento, e acompanhei sua quase morte.

Em 2001, já formado e bastante envolvido com a questão, veio o racionamento, as térmicas entraram em operação (e por que foi mesmo que não tínhamos térmicas, pelo menos, emergenciais?). Ah! A crise não havia chegado, portanto, não se "perdia" tempo com isto.

Neste momento estamos as voltas com mais uma possibilidade de crise de abastecimento. O Sr. Ministro de Minas e Energia declarou que o risco é zero, no dia seguinte houve um problema com 11 Estados e o DF. Foi um raio, andam dizendo, mas onde está a prova técnica? Está mais com cara de falha de equipamento por sobrecarga do que a queda de uma raio. Afinal o Brasil é uma potência em raios, são 50 milhões deles por ano [INPE], e não temos 50 milhões de apagões por ano, sequer temos 5 mil causados por eles. Nossa Presidente está correta, não podemos admitir que raios sejam a causa de apagões. Assim, como não podemos admitir que o Ministro de Minas e Energia não entenda das disciplinas que são de responsabilidade de seu Ministério. Existe a solução? Talvez, exista. Não no curto prazo (no curto prazo temos a Copa do Mundo de Futebol, com diversas imposições da FIFA, também na questão energética).

Um bom início é deixar a politicagem de lado e começar a definir claramente a política energética, significando que temos que planejar. Uma boa matriz deve ser como uma boa carteira de investimentos: diversificada. Perde-se de um lado, mas ganha-se de outro, de forma que o todo permanece seguro. Neste quesito, o Brasil é privilegiado - perdão pelo lugar comum, mas é fato. Ficando somente na matriz elétrica, além da nossa fonte mais abundante, a hidráulica, o bagaço de cana, os ventos, o Sol, para ficarmos somente nas renováveis, tem seu potencial mais do que levantado para as diversas regiões do país. Além disto, temos que ter as térmicas, não há para onde correr. E hoje há opções para se queimar o gás natural e o carvão de forma bastante eficiente, e as nucleares, que também são térmicas. Não prego aqui o uso de tecnologias chamadas sujas. Falo de térmicas eficientes, com o emprego de sistemas de lavagem dos gases de exaustão, outras com eficiências altíssimas, acima de 55%. Já que teremos que pagar a conta, que o façamos em nome da segurança e não do desespero, como faremos em breve, e que seja em doses suportáveis.