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Economia & Energia
No 23 - Novembro-Dezembro 2000  ISSN 1518-2932

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e&e No 23

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Aplicação da Metodologia no
Estudo de Termelétricas
Cenário Econômico de Referência
Demanda de Energia Equivalente
Demanda de Energia Elétrica 
Geração 

Termeleétrica 2000-2020
Centrais por Tipo de Combustível na Geração
Capacidade de Geração Térmica Necessária
Emissões em Termelétricas
Conclusões

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 Emissões dos Gases Geradores do Efeito Estufa por Termelétricas no Período 2000 a 2020

1. Introdução 

Nosso objetivo neste trabalho é desenvolver a metodologia para avaliar a emissão de termelétricas de serviço público em diferentes cenários de crescimento econômico e de uso dessa forma de geração considerando os diferentes combustíveis utilizáveis.    

Para isso percorremos o seguinte caminho:   

1.      Obtenção dos valores da produção associados a um Cenário Econômico de Referência; 

2.      Estudo da evolução da relação Energia Equivalente/PIB no Brasil, estudo dessa relação para outros países em uma data recente e sua projeção para determinar o crescimento da demanda em Energia Equivalente associada ao PIB; 

3.      Estudo da evolução na participação da Energia Elétrica no consumo em Energia Equivalente no Brasil.Eestudo dessa relação em outros países em data recente e avaliação do consumo Energia elétrica;  

4.      Avaliação das perdas, das importações e da participação dos autoprodutores visando obter a demanda de geração de energia nas centrais de serviço público (e de autoprodutores). 

5.      Avaliação da participação das térmicas de serviço público na geração de eletricidade. 

6.      Projeção da participação das térmicas na capacidade de geração de energia elétrica total e da participação dos diferentes combustíveis nessa geração.  

7.      Estudo sobre a eficiência na geração e sua projeção para os diferentes combustíveis e do consumo desses combustíveis na geração correspondente de eletricidade. 

8.        Projeção das emissões provenientes das centrais térmicas a partir da demanda de combustíveis e de informações do período 1990-1997 levantadas anteriormente.

9.        Avaliação da evolução dos fatores de capacidade global e para diferentes tipos de usinas.

10.     Avaliação da necessidade de incremento da Capacidade Instalada 

Nota: Os passos 9 e 10 não são necessários, a rigor, aos cálculo das emissões e foram realizados para estimar a capacidade de geração necessária e compara-la com a planejada. As conclusões preliminares encontram-se ao final deste trabalho. 

2. Emissões de Gases Geradores do Efeito Estufa por Termelétricas

2.1. Metodologia de Avaliação das Emissões causadoras do Efeito Estufa 

As emissões de CO2 resultantes dependem fundamentalmente do consumo de combustíveis e de algumas particularidades de seu uso. No longo prazo a maioria dos compostos de carbono emitidos se degradam em CO2. No caso particular do carvão mineral de alto teor de cinzas, como o brasileiro, faltam ainda estudos quantitativos sobre a retenção nessas cinzas de carbono não queimado e de outros compostos como os de enxofre.

Nessa avaliação de impacto de longo prazo usamos, para o carvão e demais combustíveis, dados paramétricos baseados em estudo anterior para o MCT e PNUD para o período 1990-1997.   

O consumo de combustíveis foi convertido de tEP para TJ de acordo com índices anuais para cada combustível de acordo com os dados de base do Balanço Energético para cada ano.Na falta de dados específicos sobre as emissões foram usados dados paramétricos recomendados. Os fatores usados são mostrados na Tabela 2.1   

Tabela 2.1: Parâmetros usados na avaliação das emissões 

        Como primeira aproximação pode-se usar os seguintes parâmetros médios   

Tabela 2.2: Emissões médias por TJ
   

2.2 Evolução das Emissões 

A Figura 2.1: Mostra os resultados das emissões históricas e projetadas para o dióxido de carbono. 

 

Figura 2.1: Emissões anuais de CO2 na geração térmica de eletricidade em centrais de serviço público 

As Figuras 2.2 a 2.5 mostram a evolução das emissões em Gg/ano e acumuladas no período indicado para N2O, NOx, CO e SO2 no período.  Os valores das emissões para os anos selecionados e o acumulado no período 2001/2020 são mostrados na Tabela 2.3 a 2.7 para os diversos gases considerados 

Uma avaliação mais precisa das emissões pode ser feita, para o  passado, atribuindo valores específicos para cada central e a partir dos dados sobre o combustível. Estes últimos estão sendo solicitados às autoridades da área energética. Para o carvão já se dispõe de dados sobre os combustíveis que foram utilizados em trabalho  anterior para o MCT e PNUD.   

Tabela 2.3: Emissões de CO2 em gG/ano

   

Tabela 2.4: Emissões N2O gG/ano
    
  

Tabela 2.5: Emissões Nox gG/ano
 
     

Tabela 2.6: Emissões CO gG/ano
 
   

Tabela 2.7: Emissões CO gG/ano
 
   

 
Figura 2.2: Emissões anuais de N2O na geração térmica de eletricidade em centrais de serviço público   

 

Figura 2.3: Emissões anuais de NOx na geração térmica de eletricidade em centrais de serviço público     

 
Figura 2.4: Emissões anuais de CO na geração térmica de eletricidade em centrais de serviço público     

 

Figura 2.5: Emissões anuais de N2O na geração térmica de eletricidade em centrais de serviço público     

3 – Conclusões e Ensaios de Sensibilidade 

Estudamos, nesse trabalho o efeito na emissão de gases geradores de efeito estufa na geração de energia elétrica em térmicas convencionais (não nucleares) nas centrais de serviço público.Admitimos que a participação das térmicas convencionais na geração de eletricidade nesse tipo de centrais passaria dos atuais 6% (3% em 1995) para 17% do total. Esta participação estaria ainda bastante abaixo da média mundial atual, de mais de 60% de eletricidade de origem térmica convencional.

As emissões provenientes desse tipo de central para estariam incrementadas, em 2020 de um fator 5 em relação a 1999. Haveria, em duas décadas, um acréscimo de cerca 0,45 t/ano de emissão de CO2 por habitante.

A metodologia parte diretamente da atividade econômica para chegar ao consumo de energia total e a participação da eletricidade. Define-se uma trajetória de introdução das térmicas e a participação dos diferentes combustíveis considerando-se as eficiências de geração para cada combustível.  Pode-se assim avaliar diferentes hipóteses de crescimento econômico e de consumo e geração de eletricidade. 

Na hipótese aqui considerada a participação do gás natural seria de 10% do total da geração nas centrais de serviço público (outros energéticos seriam responsáveis pelos outros 7% do total). Essa hipótese apresenta menor emissão que se a mesma participação térmica fosse obtida a partir de outros combustíveis. No entanto, como elas serão utilizadas na base, o possível efeito regulador que térmicas a óleo combustível e até mesmo a carvão mineral (quando não vinculados a compromissos de produção) fica minimizado.  

O procedimento desenvolvido auxilia a análise do impacto nas emissões dessa ou de outras opções que venham a ser tomadas na área.  

Na hipótese aqui adotada, por exemplo, estamos supondo um incremento significativo na eficiência das novas centrais, sobretudo devido à possibilidade do uso da cogeração. Na ausência dessa melhoria, as emissões estariam incrementadas em 6% no período além das projeções aqui apresentadas. Isso representaria, no período de vinte anos, 87 milhões de toneladas de carbono extra colocados na atmosfera.  

Se considerarmos a alternativa de uma menor na participação do gás natural de 10% para 8%, em benefício do óleo combustível, verificamos que isso acarretaria um acréscimo na emissão em 2020 de 3% e um acréscimo acumulado de 35 milhões de toneladas de CO2 de gases colocadas na atmosfera. Isto não leva em conta, entretanto, o benefício no efeito regulador que as centrais a óleo combustível poderia propiciar, possibilitando uma melhor utilização das centrais hidrelétricas. 

A partir de informações complementares é possível fazer variar o incremento da utilização da capacidade instalada e avaliar o impacto líquido de tal opção. Outra possibilidade, aberta pela metodologia, é estudar o possível papel do incremento do comércio de energia elétrica com os países vizinhos que também poderia permitir uma maior utilização do parque gerador dos países. 

A disponibilidade de um modelo integrado, como o que está em elaboração, permite facilmente fazer este tipo de simulação e, através do uso de parâmetros técnicos adequados, torna possível obter rapidamente uma primeira avaliação de impacto. 

Poderia ser considerado ainda, usando a metodologia desenvolvida, o efeito do uso de biomassa na geração de eletricidade que poderia reduzir as emissões de CO2. 

Um programa de computador que possibilita fazer a análise integrada das diferentes variáveis que influem nas emissões na geração térmica de eletricidade estará brevemente disponível.