A energia eólica é oriunda dos ventos, que por sua vez provêm da radiação solar. Segundo Rodrigues (2011), o vento é conceituado como atmosfera em movimento, e pode ser compreendida como a associação entre a energia solar e a rotação planetária. Essa é responsável pelo aquecimento não uniforme da superfície terrestre, o que agregado à configuração do relevo, ocasiona a maior ou menor incidência de ventos nos continentes.
A captação da energia eólica ocorre mediante o aproveitamento dos ventos, “por meio da conversão da energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas, também denominadas aerogeradores, para a geração de
14 Pode ser compreendida como um conjunto de soluções que possibilitem novas formas de utilizar os recursos naturais, com o objetivo de reduzir o desperdício à zero.
eletricidade.” (ANEEL, 2005, p. 93). Em outras palavras, a energia eólica consiste na conversão da energia cinética, que é resultante do movimento de rotação ocasionado pela incidência do vento nas pás da turbina, em energia elétrica.
De acordo com Oliveira (2012) a necessidade de transição do sistema elétrico para novas fontes renováveis, os incentivos governamentais e os leilões energéticos, formam o conjunto de fatores responsáveis pelo aumento da geração de energia eólica no Brasil. A estruturação do setor eólico no Brasil é recente, sendo que “... a instalação da primeira turbina eólica foi em Fernando de Noronha, no ano de 1992, com geração suficiente para suprir 10% do consumo da ilha à época”. (MELO, 2012, p. 53).
Após o primeiro aerogerador, a energia eólica difundiu-se no país, sobretudo a partir de incentivos governamentais. Pereira (2012) destaca o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA), como primeira medida política brasileira relevante para as energias renováveis, entre as quais a eólica.
O PROINFA representa um marco para o desenvolvimento do setor eólico brasileiro, conforme aponta Simas e Pacca:
Como a primeira política pública efetiva voltada ao setor, proporcionou um ambiente com poucos riscos para o investimento em uma tecnologia ainda pouco conhecida no país. O programa mostrou que a energia eólica é viável tecnicamente, e serviu como ganho de experiência para as diversas atividades que envolvem esse setor. (SIMAS; PACAS, 2013, p. 105).
Após o PROINFA, os investimentos em energias alternativas só voltaram a ocorrer em 2007, no âmbito do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) instituído pela Lei 11.578 de 2007, com objetivo de realizar obras de infraestrutura e aplicar verbas em áreas estratégicas no período de quatro anos; entre as prioridades encontrava-se o setor energético.
A Lei 10.848 de 2004 modificou os contratos energéticos do Sistema Interligado Nacional, que deixaram de ser outorgados via concessões e autorizações, para serem realizados por meio de leilões. Nos últimos anos, os leilões se tornam a principal forma de comercialização da energia eólica, verificando-se a diminuição gradativa do preço médio de compra megawatts. De acordo com Melo (2013, p. 127) a energia eólica está com o preço mais competitivo: “o valor de R$ 6 milhões por MW instalado (Proinfa) foi reduzido para 3,5 milhões por MW instalado nos projetos recentes”. Para a autora essa diminuição se deve a revolução tecnológica das indústrias do setor em âmbito mundial e, especialmente, a vinda de fabricantes de aerogeradores para o Brasil.
Pereira (2012) estima que em 2020 a energia eólica venha a se consolidar como a segunda maior fonte de energia elétrica brasileira, atrás apenas das hidrelétricas. De acordo
com Melo (2013), o Brasil deve ampliar a geração de energia eólica para 16 GW em 2021. Para isso, os autores destacam a importância das políticas de incentivo a indústria eólica, nacionalização das tecnologias, capacitação dos recursos humanos, sobretudo, investimentos em P&D.
4 METODOLOGIA
A fim de atender o objetivo do presente trabalho - de identificar se existe um alinhamento da pesquisa acadêmica em energia eólica no Brasil vis-à-vis as necessidades do setor, bem como os principais obstáculos para o desenvolvimento da energia eólica – foram adotados os seguintes procedimentos: mapeamento dos grupos de pesquisa em energia eólica; identificação das necessidades de desenvolvimento tecnológico do setor de energia eólico; levantamento das tendências de pesquisa do setor no âmbito dos grupos mapeados por meio da aplicação de questionário semiestruturado e análise do panorama das informações obtidas, de modo a contrapor as tendências dos dois levantamentos e discutir os resultados visando contribuições para futuras políticas.
O meio utilizado para mapear os grupos de pesquisa em energia eólica foi Diretório de Grupos de Pesquisa (DGP), base de dados do CNPQ, onde estão cadastrados os pesquisadores e suas equipes e a descrição das pesquisas. Essa é uma fonte certificada que atende aos objetivos aqui propostos, mesmo considerando eventuais limitações, pois não necessariamente, todas as pesquisas estão cadastradas no DGP.
Para diagnosticar as necessidades de desenvolvimento do setor eólico foi utilizado um relatório elaborado pelo CGEE e publicado em novembro 2012 denominado: Análises e percepções para o desenvolvimento de uma política de CT&I no fomento da energia eólica no Brasil. Este estudo, conduzido por especialistas, pode ser considerada uma fonte relevante, tendo sido desenvolvido por organização social, supervisionada pelo Ministério da Ciência Tecnologia e Inovação (MCTI), que de acordo com o seu site, tem por finalidade “subsidiar processos de tomada de decisão em temas relacionados à ciência, tecnologia e inovação, por meio de estudos em prospecção e avaliação estratégica, baseados em ampla articulação com especialistas e instituições.” (CGEE, 2012).
4.1 Levantamento de pesquisadores em energia eólica no DGP15
Os procedimentos da pesquisa empregados à época, janeiro de 2014, assim como os
15
O DGP foi aperfeiçoado recentemente, assim os procedimentos de pesquisa à época não mais se aplicam.
resultados obtidos estão discriminados a seguir:
a) Definição de critérios de busca: foram pesquisados no sistema os termos: eólica, eólico e aerogerador, na opção qualquer uma das palavras. Cabe ressaltar a impossibilidade do uso de operadores booleanos e trucagem na pesquisa, além do limite de uso de no máximo quatro termos em cada busca. As opções de filtro do diretório (estado, instituição, área e grande área do conhecimento) não foram utilizadas, para viabilizar o mapeamento da maior quantidade possível de grupos relativos à energia eólica. Essa pesquisa recuperou 127 grupos.
b) Eliminação dos grupos inativos: Dos 127 grupos verificou-se que 39 estavam com o status desatualizado. Com isso, o universo de análise foi reduzido para 88 grupos.
c) Depuração dos grupos: Para verificar se grupos de pesquisa tratavam de temas relacionados à energia eólica, aplicou-se outro critério de análise. A localização de termos associados à energia eólica (ex: aerogerador, turbina eólica, potencial eólico, eólica) no título das linhas de pesquisa ou entre as palavras chaves, na descrição de ao menos uma linha de pesquisa de cada grupo. Após a verificação, nove grupos foram excluídos do universo de análise, que ficou com 79 grupos de pesquisa.
Após essas etapas, um questionário semiestruturado de apenas quatro itens foi enviado por e-mail aos líderes de cada um dos 79 grupos. A primeira questão solicita que se indiquem as temáticas de pesquisa desenvolvidas. As temáticas foram selecionadas a partir do levantamento das necessidades tecnológicas que será apresentado na segunda parte dessa metodologia. Obteve-se o retorno de 28 grupos, o que equivale a 35% do universo da pesquisa. A segunda questão foi elaborada visando possibilitar que os grupos não inseridos nas temáticas das demandas do setor, descrevessem a sua atuação. A terceira pergunta teve o objetivo de aferir as dificuldades enfrentadas pelos pesquisadores, em relação ao avanço da pesquisa científica nacional no setor eólico. A última pergunta foi elaborada para coletar sugestões dos pesquisadores para as políticas de PD&I empreendidas no Brasil.
4.2 Levantamento das necessidades tecnológicas do setor eólico – relatório CGEE
Na presente pesquisa foram consideradas as informações do levantamento das necessidades tecnológicas identificadas pelo do relatório do CGEE de 2012. Esse levantamento, elaborado por uma instituição respeitada, é fruto de um estudo recente, abrangente e desenvolvido por representantes da academia, empresas e governo, o que assegura a credibilidade das informações e autoriza a sua adoção como referencia na pesquisa.
O objetivo do relatório do CGEE (2012) foi de apoiar os trabalhos da comissão técnica constituída pelo MCTI, Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e o CNPq, recomendações para incentivar a pesquisa, o desenvolvimento e a inovação (PD&I) em energia eólica. O relatório foi conduzido “de forma a gerar uma base para o debate com especialistas, sobre quais temas deveriam ser foco das ações de PD&I, comentando também seus desafios, oportunidades e a prioridades entre eles.” (CGEE, 2012, p. 10).
Os resultados apresentados no relatório advêm de reuniões técnicas, realizadas com os especialistas das esferas consideradas estratégicas para promoção do desenvolvimento da energia eólica: academia (pesquisadores), indústria (representantes dos fabricantes de equipamentos e de operadoras de parques eólicos) e governo (especialistas). Com base nas demandas e desafios para o setor, o referido relatório identificou oito grupos temáticos, com suas respectivas linhas de ação em PD&I. Esses oito grupos, que constam no Quadro 1, foram posteriormente utilizados na pesquisa junto ao DGP, como será apresentado mais adiante neste trabalho.
Além dos grupos temáticos, o relatório do CGEE (2012) elaborou uma análise abrangente das pesquisas nacionais em energia eólica, cuja metodologia baseou-se em consultas aos sites de alguns órgãos (universidades e empresas), ou seja, das diversas instituições que tem laboratórios de pesquisa.
QUADRO 1 - Grupos temáticos e linhas de ação para pesquisas em energia eólica
Grupos Temáticos Linhas de Ação
Tecnologia de aerogeradores
- Projeto de rotores e pás apropriados ao vento brasileiro; - Conversores e inversores para conexão a rede;
- Modelo de aerogerador para qualidade de energia; - Análise estrutural de aerogerador.
Recursos eólicos
- Tecnologia de medição (foco em equipamento);
- Modelos de avaliação, medição, predição e otimização do potencial eólico, adequado às necessidades locais;
- Modelo de previsão dos ventos;
- Camada limite atmosférica e características da turbulência no Brasil. QUADRO 1 - Grupos temáticos e linhas de ação para pesquisas em energia eólica. Materiais - Ímãs permanentes para máquinas elétricas;
- Materiais compostos para aerogeradores. Política, economia e
análises
socioambientais.
- Definição de critérios para avaliação do impacto ambiental;
- Análise de instrumentos de mercado e financeiros para produção de energia eólica (engenharia de custos, tarifas, preços, normalização de métrica para comparação com outros setores).
Conexão e integração à rede
- Sistemas de controle de geração de energia em parques eólicos conectados a rede;
- Aerogerador de pequeno porte conectado a rede (já com sistema integrado). Engenharia e centrais
eólicas
- Modelos de centrais eólicas (engenharia de produção de energia, agregação de modelos elétricos, integração a rede de aerogeradores) gestão de usinas; - Controle, monitoramento e avaliação de desempenho (comparação com
especificações do fabricante);
- Logística para instalações (ex.: transportes, guindastes, etc.). Planejamento e
operação
- Modelos para operação do sistema elétrico (ONS) e para planejamento de geração curto/médio/longo prazo;
- Modelos híbridos de geração de energia.
Normalização,
certificação e padronização
- Ensaios e teses para certificação de aerogeradores;
- Ensaios e teses para certificação de materiais e componentes (engenharia, pás, conversores, níveis de ruído, etc.) e determinação de novo padrão de ventos;
- Ensaios de qualidade de energia (para energia eólica). Fonte: Adaptado pelas autoras de CGEE (2012).