Importância da geração distribuída para a Defesa Nacional
ESCOLA DE COMANDO E ESTADO MAIOR DO EXÉRCITO ESCOLA MARECHAL CASTELLO BRANCO
Ten Cel QEM CRISTINA FLEIG MAYER
Rio de Janeiro 2018
Ten Cel QEM CRISTINA FLEIG MAYER
Importância da geração distribuída para a Defesa Nacional
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Escola de Comando e Estado-Maior do Exército, como requisito parcial para a obtenção do título de Especialista em Ciências Militares.
Orientador: Ten Cel QEM Osvaldo da Cruz Morett Netto
Rio de Janeiro 2018
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
M468i
Mayer, Cristina Fleig
Importância da geração distribuída para a Defesa Nacional / Cristina Fleig Mayer. 一 2018.
56 f. : il. ; 30 cm
Orientação: Osvaldo da Cruz Morett Netto
Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização em Ciências Militares). - Rio de Janeiro: Escola de Comando e Estado-Maior do Exército, 2018.
Bibliografia: f. 51 - 56.
1. ENERGIA. 2. DEFESA NACIONAL. 3. GERAÇÃO DISTRIBUÍDA. 4. FONTES RENOVÁVEIS I. Título.
CDD 355.450981
Ten Cel QEM CRISTINA FLEIG MAYER
Importância da geração distribuída para a Defesa Nacional
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Escola de Comando e Estado-Maior do Exército, como requisito parcial para a obtenção do título de Especialista em Ciências Militares.
Aprovado em 30 de outubro de 2018.
COMISSÃO AVALIADORA:
______________________________________________________
Ten Cel QEM OSVALDO DA CRUZ MORETT NETTO – Presidente Escola de Comando e Estado-Maior do Exército
______________________________________________________
Maj Med RENATA CRISTINA DE A. M. SCHMIDT – Membro Escola de Comando e Estado-Maior do Exército
______________________________________________________
Maj OINA ALEJANDRO PRIETO QUIJARA – Membro Escola de Comando e Estado-Maior do Exército
RESUMO
O presente trabalho tem como objetivo apresentar a importância que a geração distribuída, com o uso de fontes renováveis, tem para a Defesa Nacional no Brasil.
Inicialmente, são apresentados os aspectos mais relevantes relacionados à energia elétrica, para embasar teoricamente as discussões relativas a energia e defesa. Com esse estudo inicial, o sistema elétrico brasileiro é caracterizado pela geração centralizada, com grandes unidades de geração afastadas do consumidor final, operando de forma interligada com outras unidades geradoras do país. Enquanto isso, verifica-se o crescimento da geração distribuída no Brasil nos últimos anos. Nesse tipo de produção energética, pequenas centrais geradoras são instaladas em locais próximos ao consumo ou na própria instalação consumidora. Não há necessidade de longas linhas de transmissão para transportar a energia, desde a geração até o uso final, podendo operar em locais onde não seria possível instalar uma usina convencional, como no caso dos sistemas isolados da Amazônia. Na geração distribuída, predomina o uso de fontes renováveis e limpas, que não emitem gases tóxicos na natureza, contribuindo para a preservação do meio ambiente.
Considerando as ameaças a que os Estados estão expostos na atualidade e o crescimento do consumo, que está associado diretamente ao desenvolvimento mundial, é feita a análise sobre as principais vulnerabilidades dos sistemas elétricos.
A configuração baseada em geração centralizada tende a acentuar os efeitos dessas vulnerabilidades, pois alcançam a um maior número de consumidores, em comparação com as redes de energia que operam com a geração distribuída.
A fim de relacionar energia e Defesa, são analisados documentos políticos- estratégicos brasileiros, como a Política Nacional de Defesa e a Estratégia Nacional de Defesa. Por fim, o presente estudo avalia as contribuições que a geração distribuída pode oferecer à Defesa Nacional, considerando que as infraestruturas energéticas são dotadas de valor estratégico e a energia é uma das áreas prioritárias de Infraestruturas Críticas no Brasil.
Palavras-chave: Energia. Defesa Nacional. Geração distribuída. Fontes renováveis.
ABSTRACT
The current work’s purpose is demonstrating the importance of renewable sources on distributed generation for National Defense in Brazil. Initially, it presents the most relevant aspects concerning electric power, thus giving a theoretical base to discussions related to energy and defense. In a preliminary study, the Brazilian electrical system features itself by centralized generation, with large generation units located far from final consumers, operating interconnected with other generating units along the country. On the other hand, distributed generation has grown in Brazil in the last few years. In this type of energy production, small power plants are located close to consumption or even at the consumer facility itself. There is no need of long transmission lines carrying energy from generation to final use, and they can operate where it would be impossible to install a conventional plant, like at isolated systems in the Amazon. In distributed generation, the use of renewable and clean sources predominates, without emission of toxic gases to nature, contributing to environment preservation.
An analysis of electrical systems main vulnerabilities, considering both the risks states face nowadays and consumption’s growth, directly associated to world development, is made. A configuration based on centralized generation tends to accentuate the effects of such vulnerabilities, as they affect a larger number of consumers, compared to the distributed generation power networks.
Brazilian political-strategic documents, like the National Defense Policy and the National Defense Strategy, are reviewed in order to link energy and defense. Finally, the present study evaluates potential contributions offered by distributed generation to the National Defense, considering that energy infrastructures have strategic value and the energy is one of the Critical Infrastructure priority areas in Brazil.
Keywords: Energy. National defense. Distributed generation. Renewable sources.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Balanço de operação do ONS do dia 20 set. 2018... 18
Figura 2 – Sistema Interligado Nacional (SIN) ... 19
Figura 3 – Sistemas isolados no Brasil ... 20
Figura 4 – PCH Porto Franco, no Rio Palmeiras, em Dianópolis (TO) ... 23
Figura 5 – Usina termelétrica a biomassa ... 24
Figura 6 – Parque Eólico Osório ... 26
Figura 7 – Parque Solar Nova Olinda... 27
Figura 8 – Energia solar residencial ... 28
Figura 9 – Geração de energia pelas ondas do mar: Porto de Pecém, no Ceará (2012) ... 29
Figura 10 – Geração de energia pelas ondas do mar: módulos de geração (2012) ... 30
Figura 11 – Vista aérea da subestação Metcalf Energy Center... 33
Figura 12 – Custo anual médio dos ataques cibernéticos por setor do mercado, por empresa (U$ milhão) ... 35
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Consumo de energia elétrica no mundo entre 2010 – 2014 (TWh) ... 14
Gráfico 2 - Participação mundial no consumo de energia elétrica em 2014 ... 15
Gráfico 3 - Geração de energia por fonte no Brasil (GWh) em 2012 ... 16
Gráfico 4 - Geração de energia por fonte no Brasil (GWh) em 2016 ... 17
Gráfico 5 - Exemplo de curva de carga ... 48
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica BID Base Industrial de Defesa
COPPE/UFRJ Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia, da Universidade Federal do Rio de Janeiro
EB Exército Brasileiro
EPE Empresa de Pesquisa Energética END Estratégia Nacional de Defesa
FA Forças Armadas
GW Gigawatt
GWh Gigawatt-hora
IEC Infraestrutura Crítica
IME Instituto Militar de Engenharia kW Quilowatt (103 W)
kWh Quilowatt-hora (103 Wh) MW Megawatt (106 W)
MWh Megawatt-hora (106 Wh)
ONS Operador Nacional do Sistema Elétrico PCH Pequena Central Hidrelétrica
PED Produto Estratégico de Defesa PND Política Nacional de Defesa PRODE Produto de Defesa
SCADA Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados (Supervisory Control and Data Acquisition)
SIN Sistema Interligado Nacional TWh Terawatt-hora (1012 Wh)
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 9
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA ... 11
1.2 OBJETIVOS ... 11
1.2.1 Objetivo Geral ... 11
1.2.2 Objetivos Específicos ... 12
1.3 DELIMITAÇÃO DO ESTUDO ... 12
1.4 RELEVÂNCIA DO ESTUDO ... 12
1.5 METODOLOGIA ... 13
2 INFRAESTRUTURA DE ENERGIA ... 14
2.1 FONTES RENOVÁVEIS E NÃO RENOVÁVEIS ... 15
2.2 SISTEMAS INTERLIGADO E ISOLADO ... 18
2.3 GERAÇÃO CENTRALIZADA E DISTRIBUÍDA ... 20
2.4 FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL ... 22
2.4.1 Potencial hidráulico ... 22
2.4.2 Biocombustíveis ... 23
2.4.3 Energia eólica ... 25
2.4.4 Energia solar ... 27
2.4.5 Ondas do mar ... 28
3 PRINCIPAIS VULNERABILIDADES DOS SISTEMAS ELÉTRICOS ... 31
3.1 ATAQUES AOS SISTEMAS FÍSICOS DE ENERGIA ... 32
3.2 ATAQUES AOS SISTEMAS DE INFORMAÇÃO DE ENERGIA ... 33
3.3 CRISES ENERGÉTICAS ... 35
3.4 EVENTOS DA NATUREZA ... 36
3.5 FALHAS HUMANAS ... 37
4 ENERGIA E DEFESA NACIONAL ... 38
4.1 POLÍTICA NACIONAL DE DEFESA (PND) ... 38
4.2 ESTRATÉGIA NACIONAL DE DEFESA (END) ... 39
4.3 INFRAESTRUTURAS CRÍTICAS ... 40
4.4 SEGURANÇA DAS INFRAESTRUTURAS ENERGÉTICAS ... 40
4.5 PLANO ESTRATÉGICO DO EXÉRCITO ... 41
4.6 BASE INDUSTRIAL DE DEFESA ... 42
5 CONTRIBUIÇÕES DA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA PARA A DEFESA NACIONAL ... 45
5.1 INCREMENTO DA CAPACIDADE DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ... 45
5.2 AUMENTO DO PERCENTUAL DE ENERGIA LIMPA GERADA ... 46
5.3 MENOR VULNERABILIDADE A ATAQUES FÍSICOS OU VIRTUAIS AOS SISTEMAS DE ENERGIA ... 47
5.4 REDUÇÃO DA CARGA DO SISTEMA INTERLIGADO NACIONAL NO HORÁRIO DE PONTA ... 47
5.5 INCENTIVO À BASE INDUSTRIAL DE DEFESA... 48
6 CONCLUSÃO ... 49
REFERÊNCIAS ... 51
1 INTRODUÇÃO
A energia é um insumo de ampla utilização na maior parte das atividades humanas, sendo difícil imaginar os dias atuais sem os benefícios que ela pode proporcionar, como iluminação, sistemas informacionais, refrigeração, transportes e força motriz. Por outro lado, as fontes energéticas são distribuídas de forma desigual pelo planeta, além de ainda existir grande dependência de matérias-primas não renováveis, como materiais radioativos, derivados do petróleo e gás natural (ANEEL, 2008; EPE, 2017).
Existe uma relação direta entre o desenvolvimento e a demanda por energia, fazendo com que a questão energética se mantenha em alta prioridade na pauta da agenda internacional. Por isso, representa um dos principais fatores estratégicos a ser considerado na formulação da política externa dos países (BRASIL).
A natureza estratégica da energia é evidenciada em documentos político- estratégicos do Estado brasileiro. Um deles é a Política Nacional de Defesa (PND), que prevê a contínua busca pela interação de seu conteúdo com as demais políticas do governo, “[...] visando a fortalecer a infraestrutura de valor estratégico para a Defesa Nacional, particularmente a de transporte, a de energia e a de comunicações.”
(BRASIL, 2012a, p. 35).
No mesmo sentido, a Estratégia Nacional de Defesa (END) também confere valor estratégico à energia, quando trata de medidas para a implementação das ações estratégicas relativas à segurança e à infraestrutura (BRASIL, 2012a, p. 134-135), assim como de iniciativas para o desenvolvimento da infraestrutura energética (BRASIL, 2012a, p. 146).
O consumo de energia tem se expandido em todo o mundo, como reflexo do desenvolvimento econômico dos países, o crescimento populacional e a melhoria da qualidade de vida. Esse aumento do uso da energia tem seus aspectos negativos. Os investimentos para a pesquisa e construção de novas fontes energéticas são elevados. Além disso, a matéria prima utilizada para produzir energia pode esgotar- se, considerando que mais de 80% da energia gerada no mundo é proveniente de combustíveis fósseis. Em consequência, a geração de energia pode causar graves impactos ambientais, devido à concentração de gases de efeito estufa na atmosfera (ANEEL, 2008, p. 38; REIS, 2017, p. 7-8).
O setor energético brasileiro passou por profundas mudanças nos últimos trinta anos. Ressaltam-se a criação de novos agentes, como o Operador Nacional do Sistema (ONS), a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e a Agência Nacional do Petróleo (ANP), a privatização de concessionárias de energia elétrica e o surgimento de um vasto sistema normativo voltado para área de energia (MAYER, 2002, p. 1-2).
Em 2001, houve uma grave crise energética no Brasil, causada principalmente pela insuficiência de investimentos em geração e o baixo nível das barragens das hidrelétricas, o que exigiu o corte de consumo de energia elétrica em todos os setores.
As Forças Armadas também foram afetadas, pois todas as Organizações Militares foram obrigadas a reduzir até 35% do consumo, assim como a informar mensalmente à Câmara de Gestão da Crise de Energia os resultados da referida redução (MAYER, 2002, p. 3).
Como forma de aumentar rapidamente a oferta de energia durante a crise de 2001, o governo buscou instalar, de forma emergencial, usinas termelétricas operadas com combustíveis fósseis. Além de causarem danos ambientais, seu funcionamento é mais dispendioso, refletindo no custo do consumo de energia elétrica para o usuário final (ANEEL, 2008, p. 30).
Devido ao crescente custo da energia elétrica, associado à maior confiabilidade de fornecimento e, até mesmo, à possibilidade de lucro, existe uma tendência em evolução nos últimos 25 anos, que é a “[...] autoprodução de energia, ou investimentos realizados por consumidores de grande porte em usinas geradoras para suprimento próprio e venda do excedente em mercado [...]” (ANEEL, 2008, p. 47). Além disso, o
Programa de Incentivo às Fontes Alternativas (PROINFA) foi criado com a Lei nº 10.438, de 26 de abril de 2002, visando ampliar a participação de Produtores
Independentes Autônomos no Sistema Elétrico Interligado Nacional, por meio de fontes renováveis de energia elétrica (BRASIL, 2002).
Assim, ao mesmo tempo em que as fontes alternativas de energia (ex.:
biocombustíveis, sol e ventos) passaram a crescer em importância, a geração distribuída, cujas unidades são instaladas mais próximo aos consumidores, também começaram a se disseminar, em contraponto com a geração centralizada, tradicional modalidade de produção caracterizada por grandes empreendimentos construídos longe dos centros de carga.
Os consumidores de menor porte, como os residenciais, também passaram a poder gerar sua própria energia e fornecer o excedente para a distribuidora local, por meio de um sistema de compensação de energia elétrica (ANEEL, 2018b).
No entanto, os pequenos consumidores esbarram no problema do alto custo para a implantação de unidades geradoras baseadas em fontes renováveis, que podem levar anos para retornar o investimento (DALVI et. al., 2017, p. 22). Assim, ainda é baixa a participação desse tipo de consumidor na matriz energética brasileira.
Com base no exposto, a presente pesquisa procura evidenciar a importância da geração distribuída de energia elétrica, a partir de fontes renováveis, para a Defesa Nacional, demonstrando o seu valor estratégico. Para atingir esse fim, o trabalho é estruturado conforme descrito a seguir.
No capítulo 2, são apresentadas as informações técnicas básicas relacionadas à infraestrutura de energia, com enfoque para a elétrica, que são necessárias para o presente estudo.
O capítulo 3 apresenta as principais vulnerabilidades as quais os sistemas elétricos estão sujeitos, capazes de originar a interrupção do fornecimento de energia.
O capítulo 4 relaciona a energia e a Defesa Nacional.
O capitulo 5 avalia as possíveis contribuições que a geração distribuída, com o uso de fontes renováveis, pode oferecer à Defesa Nacional.
Finalmente, o capítulo 6 apresenta a conclusão do presente trabalho.
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
Foi formulado o seguinte problema de pesquisa: o que a geração distribuída, por meio de fontes renováveis de energia elétrica, pode representar para a Defesa Nacional?
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
O presente estudo tem como objetivo geral apresentar a importância que a geração distribuída de energia elétrica, por meio de fontes energéticas renováveis,
tem para a Defesa Nacional no Brasil.
1.2.2 Objetivos Específicos
A fim de viabilizar a consecução do objetivo geral de estudo, foram formulados os objetivos específicos abaixo, para permitir o encadeamento lógico do raciocínio descritivo apresentado neste estudo:
• Caracterizar os aspectos mais relevantes relacionados à energia elétrica, para servir de embasamento ao presente trabalho;
• Apresentar as principais vulnerabilidades dos sistemas elétricos, considerando o crescimento do consumo e as principais ameaças a que os Estados estão expostos na atualidade;
• Estudar as relações existentes entre energia e Defesa;
• Avaliar as contribuições que a geração distribuída pode oferecer à Defesa Nacional.
1.3 DELIMITAÇÃO DO ESTUDO
O presente estudo é delimitado à geração de energia elétrica com o uso de fontes renováveis, e seu valor estratégico para a Defesa Nacional.
1.4 RELEVÂNCIA DO ESTUDO
O estudo do tema proposto no presente trabalho pode ser considerado relevante, tendo em vista que a adoção da geração distribuída utilizando-se fontes renováveis tem o potencial de beneficiar o país, que pode adiar a aplicação de recursos financeiros em expansão da oferta de energia; o meio ambiente, com o acréscimo de fontes de energia limpas ao parque gerador brasileiro; a Defesa Nacional, com o aumento de segurança das infraestruturas de energia elétrica; e o cidadão, com a redução dos gastos com energia elétrica.
1.5 METODOLOGIA
Quanto à natureza, o presente estudo se caracteriza por ser uma pesquisa do tipo aplicada, com o objetivo de apresentar conhecimentos teóricos para uma aplicação prática, relacionados à instalação de novas unidades de geração distribuída de energia elétrica.
Quanto à forma de abordagem do problema, foi realizada uma pesquisa qualitativa, que dispensa o uso de métodos e técnicas estatísticas, buscando coletar dados já disponíveis na bibliografia, que podem ser induzidos por meio de experiências anteriores.
O método de abordagem utilizado é o indutivo, pois a pesquisa partiu da caracterização das infraestruturas de energia elétrica já existentes, até chegar às contribuições que a geração distribuída pode oferecer à Defesa Nacional.
A pesquisa foi desenvolvida por meio do método monográfico, utilizando-se a técnica de documentação indireta, com base em fontes primárias, tais como leis, decretos, portarias e normas do Exército Brasileiro (EB), assim como fontes secundárias, como livros, artigos, periódicos, publicações de órgãos oficiais e publicações acadêmicas na internet.
O delineamento da pesquisa contemplou as fases de levantamento e seleção de bibliografia, coleta de dados, crítica, leitura analítica, fichamento das fontes, argumentação e discussão dos resultados.
2 INFRAESTRUTURA DE ENERGIA
O consumo mundial de energia elétrica tem crescido nos últimos anos, conforme pode ser visualizado no Gráfico 1, devido a diversos fatores que se relacionam, principalmente, ao desenvolvimento dos países. De 2010 a 2014, esse aumento foi de cerca de 11%, porém não houve uniformidade em todo o mundo.
Enquanto a região da Ásia e Oceania apresentou um percentual próximo a 24%, a Europa teve redução do consumo de energia elétrica da ordem de 3% no mesmo período (ANEEL, 2008, p. 38; EPE, 2017).
Gráfico 1 - Consumo de energia elétrica no mundo entre 2010 – 2014 (TWh)
Fonte: Elaborado pela autora a partir de estudos da Empresa de Pesquisa Energética (EPE, 2017).
Os valores de energia elétrica estão apresentados em terawatt-hora (TWh), que equivale a 1 trilhão de watts.hora (1012 Wh).
A Ásia e a Oceania são as regiões que apresentaram a maior participação no consumo mundial de energia elétrica em 2014, enquanto que a África foi a menor consumidora no mesmo período, conforme Gráfico 2. Por outro lado, ao ser comparada à população da América do Norte no mesmo ano (353 milhões) com a do continente Africano (1.136 milhões) e os respectivos percentuais de consumo mundial (23% e 3%), fica evidenciada a disparidade de nível de desenvolvimento entre esses espaços regionais (EPE, 2017; PRB, 2014, p. 7-8).
Para que o consumidor final utilize um equipamento elétrico em sua residência, é necessário que exista uma infraestrutura composta de geração, transmissão e
18.654,5
19.341,6
19.706,4
20.326,0
20.730,6
17.500,0 18.000,0 18.500,0 19.000,0 19.500,0 20.000,0 20.500,0 21.000,0
2010 2011 2012 2013 2014
distribuição de energia. A seguir, serão apresentadas as principais informações relativas à infraestrutura de energia, com enfoque para a energia elétrica, que são fundamentais para o desenvolvimento da presente pesquisa.
Gráfico 2 - Participação mundial no consumo de energia elétrica em 2014
Fonte: Elaborado pela autora a partir de EPE, 2017.
2.1 FONTES RENOVÁVEIS E NÃO RENOVÁVEIS
As fontes renováveis de energia são aquelas que não se esgotam na natureza.
Normalmente, causam menos impactos ambientais, se comparadas com as fontes não renováveis. Como exemplo, podem ser citadas as seguintes fontes: hidráulica, geotérmica, eólica, solar, de biogás, das marés, das ondas, de biomassa e de resíduos, sendo que a hidráulica é uma fonte convencional e as demais são alternativas (EPE, 2017, ANEEL, 2008).
Por outro lado, as fontes não renováveis são aquelas que podem se esgotar, porque a velocidade em que são utilizadas é muito superior ao tempo necessário para a sua formação. Exemplos dessas fontes são os derivados de petróleo, os combustíveis radioativos, o gás natural e o carvão mineral (REIS, 2017, p. 5).
Ásia &
Oceania 43%
América do Norte
23%
Europa 16%
Eurásia 6%
América do Sul e Central
5%
Oriente Médio
4%
África 3%
Existe uma grande dependência de combustíveis fósseis no mundo. Segundo a Agência Internacional de Energia (sigla EIA em inglês), ligada à Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), “[...] combustíveis fósseis continuarão a responder por cerca de 81% da energia consumida no ano 2030, uma previsão marcada pelo declínio relativo no consumo de petróleo (33%), compensado por um aumento no consumo de carvão e gás natural.” (PIMENTEL, 2011, p. 70).
O Brasil é um dos países que mais utiliza fontes renováveis em seu parque gerador de energia elétrica, ficando atrás apenas da China e dos Estados Unidos da América. Esse resultado se deve ao uso das centrais hidrelétricas, que correspondem a 66% da matriz energética brasileira (EPE, 2017). No entanto, esse percentual tem diminuído, como é possível verificar no Gráfico 3, que apresenta a geração de energia elétrica no Brasil por fonte (GWh), no ano 2012, e Gráfico 4, relativo a 2016 (DALVI et al., 2017, p. 21; EPE, 2017).
Gráfico 3 - Geração de energia por fonte no Brasil (GWh) em 2012
Fonte: Elaborado pela autora a partir de EPE, 2017.
75%
8%
3% 2% 3% 6% 1% 2%
Hidráulica Gás Natural
Derivados de Petróleo Carvão
Nuclear Biomassa
Eólica Outras
Gráfico 4 - Geração de energia por fonte no Brasil (GWh) em 2016
Fonte: Elaborado pela autora a partir de EPE, 2017.
A Figura 1 apresenta o balanço energético apurado pelo Operador Nacional do Sistema (ONS) no dia 20 de setembro de 2018, mostrando a diversidade de geração e consumo entre as regiões brasileiras. As tabelas correspondentes a cada região do país listam a potência média gerada por cada tipo de fonte e a carga média gerada, em megawatt (MW). É possível observar o alto valor da parcela térmica na região norte (40,69%), eólica na região nordeste (58,68%) e hidráulica na região sul (85,53%). O número junto às setas é a diferença entre a potência gerada e a carga, o que mostra se a região forneceu ou recebeu energia das demais regiões (ONS, 2018a).
Estudos projetam um processo de diversificação da matriz energética brasileira até 2024, com um crescimento expressivo de outras fontes renováveis, embora o predomínio da energia hidráulica seja mantido. Estima-se que as fontes renováveis deverão ser de quase 86% da matriz de geração de energia elétrica em 2024, superando o percentual atual próximo a 80% (EPE, 2015, p. v).
66%
10%
2%
3%
3%
8%
6% 2%
Hidráulica Gás Natural
Derivados de Petróleo Carvão
Nuclear Biomassa
Eólica Outras
Figura 1 – Balanço de operação do ONS do dia 20 set. 2018
Fonte: ONS, 2018a.
2.2 SISTEMAS INTERLIGADO E ISOLADO
O sistema elétrico brasileiro é interligado em sua maior parte, possibilitando que os fluxos de energia sejam transferidos para os centros de consumo na medida de suas necessidades. A Figura 2 mostra as linhas de transmissão que fazem parte do Sistema Interligado Nacional (SIN) (ONS, 2018a).
Figura 2 – Sistema Interligado Nacional (SIN)
Fonte: ONS, 2018a.
Somente uma parcela do país encontra-se desconectada do SIN, que são os sistemas isolados indicados na Figura 3, conforme informa o Operador Nacional do Sistema (ONS, 2018c):
Atualmente, existem 246 localidades isoladas no Brasil, onde vivem cerca de 760 mil consumidores. A maior parte está na região Norte, nos estados de Rondônia, Acre, Amazonas, Roraima, Amapá e Pará. A ilha de Fernando de Noronha, em Pernambuco, e algumas localidades de Mato Grosso completam a lista. Entre as capitais, Boa Vista (RR) é a única que ainda é atendida por um sistema isolado. O consumo nessas localidades é baixo e representa menos de 1% da carga total do país. A demanda por energia dessas regiões é suprida, principalmente, por térmicas a óleo diesel.
Figura 3 – Sistemas isolados no Brasil
Fonte: ONS, 2018c.
Os sistemas isolados encontram-se em áreas de acesso mais difícil para a instalação de linhas de transmissão, pois a maior parte está localizada na região amazônica. O baixo percentual de consumo (menos de 1% do total do país) torna a relação custo benefício desequilibrada, além das dificuldades de regularização ambiental, fazendo com que os sistemas isolados permaneçam fora do SIN até o momento (ONS, 2018c).
2.3 GERAÇÃO CENTRALIZADA E DISTRIBUÍDA
O sistema elétrico brasileiro é caracterizado pela produção de forma centralizada, por meio de unidades geradoras de grande porte que estão afastadas dos centros de consumo. Para que a energia chegue ao seu destino final, se faz necessária uma complexa infraestrutura composta de subestações de energia e linhas de transmissão (CALLAI DOS SANTOS et al., 2016, p. 22). A Usina Hidrelétrica de Itaipu e a Usina Nuclear de Angra I são exemplos de geração centralizada de energia.
No entanto, a geração distribuída, que ocorre em locais próximos ao consumidor final ou na própria instalação consumidora, vem crescendo nos últimos anos no Brasil. Nesse tipo de produção energética, há o predomínio das fontes
renováveis e limpas, como a solar fotovoltaica, a eólica e o biogás, que não emitem gases tóxicos na natureza. “Gerar energia distribuída a partir de fontes renováveis na matriz elétrica nacional significa deixar de usar fontes mais poluentes, como térmicas a combustíveis fósseis.” (BRASIL, 2018; ANEEL, 2008).
Além de ocorrer de forma dispersa e perto da carga, a geração distribuída pode ser distinguida da geração centralizada por operar em locais onde não seria possível instalar uma usina convencional, como no caso dos sistemas isolados apresentados no tópico anterior (SHAYANI; OLIVEIRA, 2010). A geração distribuída também favorece a redução das perdas elétricas, pois a carga encontra-se próxima à unidade de geração, não sendo necessário transportar a energia por longas distâncias em linhas de transmissão.
A Resolução Normativa nº 482, de 17 de abril de 2012, da ANEEL, alterada pela Resolução Normativa nº 687, de 24 de novembro de 2015, passou a permitir a microgeração (até 75 quilowatt – kW) e a minigeração distribuída (acima de 75 kW e até 5 MW), assim como o sistema de compensação de energia elétrica. Assim, o consumidor de energia elétrica, que pode ser o residencial, tem condições de gerar a sua própria energia por meio de fontes renováveis e fornecer a energia excedente ao sistema de distribuição, ficando com créditos para serem usados em até 60 meses.
Deve pagar à distribuidora local apenas o valor mínimo, que corresponde ao custo de disponibilidade ou de demanda contratada, quando não utilizar a energia da rede (DALVI et. al., 2017, p. 26-27). O sistema de compensação de energia é definido da seguinte forma (ANEEL, 2012):
Sistema no qual a energia ativa injetada por unidade consumidora com microgeração distribuída ou minigeração distribuída é cedida, por meio de empréstimo gratuito, à distribuidora local e posteriormente compensada com o consumo de energia elétrica ativa dessa mesma unidade consumidora ou de outra unidade consumidora de mesma titularidade da unidade consumidora onde os critérios foram gerados, desde que possua o mesmo Cadastro de Pessoa Física - CPF ou Cadastro de Pessoa Jurídica - CNPJ junto ao Ministério da Fazenda.
Resolução Normativa ANEEL n. 517, de 11 de dezembro de 2012 (Diário Oficial, de 14 dez. 2012, seção 1, p. 121).
Por fim, as fontes renováveis instaladas mais próximo das cargas (geração distribuída), embora muitas vezes demandem mais recursos financeiros para a sua construção (R$/kW), podem oferecer diversas contribuições à matriz energética
brasileira, tais como possibilitar a sua expansão, reduzir a emissão de gases prejudiciais ao meio ambiente e diminuir os gastos com o consumo de energia elétrica.
Além disso, podem reduzir as perdas de transmissão e distribuição (energia dissipada em calor nos condutores), os investimentos necessários à infraestrutura de transmissão (torres, cabos de alta tensão, subestações elevadoras e abaixadoras de tensão, etc.), bem como os possíveis danos que a instalação das subestações de energia e redes de transmissão e distribuição causem ao meio ambiente.
2.4 FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL
São apresentadas neste subitem as fontes renováveis de energia elétrica utilizadas no Brasil, que totalizam cerca de 80% de toda a energia elétrica gerada (EPE, 2017).
2.4.1 Potencial hidráulico
Uma das principais fontes energéticas de grande capacidade é a hidráulica.
Houve profundo desenvolvimento tecnológico “[...] desde a construção de equipamentos mais simples, como o monjolo e a roda d’água, até a tecnologia atual de grandes turbinas hidráulicas [...]”, que transformam a energia cinética e potencial da água, armazenada em reservatórios represados, em energia mecânica, que por sua vez é convertida em energia elétrica por meio de geradores elétricos (REIS, 2017, p. 106).
As centrais hidrelétricas dos mais variados portes são o principal meio de geração de energia elétrica que compõe a matriz energética brasileira, conforme já apresentado no Gráfico 4 (EPE, 2017).
O potencial hidráulico, embora seja uma fonte renovável de energia, pode produzir impactos ambientais principalmente na fase de implantação da usina geradora, tais como o alagamento de terrenos para a construção de barragens e a alteração da qualidade da água dos rios a montante (REIS, 2017, p. 84-91).
A Figura 4 mostra a Pequena Central Hidrelétrica (PCH) Porto Franco, com capacidade de 30 MW. Foi construída entre 2006 e 2009 no Rio Palmeiras, em Dianópolis, Estado do Tocantins (SA Paulista, 2018).
Figura 4 – PCH Porto Franco, no Rio Palmeiras, em Dianópolis (TO)
Fonte: SA Paulista, 2018.
2.4.2 Biocombustíveis
O biocombustível é considerado uma das fontes de energia com maior potencial de crescimento, além de uma das principais alternativas para a diversificação da matriz energética, que atualmente depende dos combustíveis fósseis, como o óleo diesel e a gasolina (ANEEL, 2008, p. 65).
As matérias mais utilizadas como biocombustível para a geração de energia elétrica no Brasil são os resíduos orgânicos urbanos, industriais e rurais, sendo o bagaço de cana a biomassa mais empregada. Seu uso tem sido cada vez maior, em função das indústrias do etanol e do açúcar, que se consolidaram a ponto de se tornarem referência internacional, após a implantação do Programa Nacional de Álcool (Proálcool), de 1975, que introduziu os biocombustíveis no mercado brasileiro (TOLMASQUIM, 2016, p. 137; UCZAI; QUEIROZ FILHO; TAVARES, 2012, p. 61).
A principal forma de gerar bioeletricidade, no Brasil, é por meio da cogeração, definida por Tolmasquim (2016, p. 137) como “[...] o processo que permite a geração combinada de energia elétrica e de energia térmica (calor e/ou frio), sendo ambas posteriormente utilizadas.” Assim, além de gerar a eletricidade necessária para operar
os equipamentos da indústria, é possível comercializar a produção excedente (TOLMASQUIM, 2016, p. 137). A Figura 5 mostra a usina termelétrica de uma indústria do ramo da celulose, que utiliza o bagaço de cana como biocombustível e produz toda a energia que a fábrica necessita (FOLHA, 2016).
Figura 5 – Usina termelétrica a biomassa
Fonte: FOLHA, 2018.
O Instituto Militar de Engenharia (IME) tem desenvolvido diversas pesquisas relacionadas aos biocombustíveis, desde a década de 1970, contribuindo para disponibilizar energia às comunidades isoladas da Amazônia (GONZALEZ, 2012, p.
5). Destacam-se os seguintes projetos e estudos nessa área (WORKSHOP PROAMAZÔNIA, 2016, p. 19-20):
• Projeto CT Amazônia, de combustíveis alternativos, com os desafios de logística, definição de matéria-prima, etc.;
• Projeto multidisciplinar de produção de óleo de dendê̂ com aproveitamento da biomassa residual;
• Biodiesel de dendê̂ em Rio Preto da Eva/AM, operado pelo IME, com capacidade de 1.000 L/batelada;
• Gerador para atender comunidade nas adjacências de bases de instrução do Centro de Instrução de Guerra na Selva, em Manaus, AM, com rede de distribuição de energia;
• Projeto de soluções energéticas para a Amazônia, que gerou uma publicação intitulada “Biodiesel e Óleo in Natura”;
• Projeto de mapeamento de oleaginosas do Estado do Amazonas para produção de biocombustíveis;
• Implantação de usinas de extração de óleo vegetal;
• Geração elétrica a partir de biocombustíveis (biodiesel de dendê̂), a partir de rota etílica, com capacidade de 750 L/batelada;
• Produção de biodiesel a partir do craqueamento catalítico de óleos e gorduras;
• Produção de biomassa lignocelulósica, a partir de tecnologias bioquímicas de conversão;
• Produção de biodiesel aditivado, que não cristaliza, favorecendo o funcionamento dos motores; e
• Biorefinaria a partir do dendê̂.
A Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) também desenvolve pesquisas tecnológicas relacionadas à geração de energia por meio de biomassas, como o projeto Usina Verde, em parceria com a iniciativa privada. A usina, de potência nominal 700 kW, começou a funcionar em 2004 na Ilha do Fundão, no Rio de Janeiro.
O projeto possibilita a venda de créditos de carbono no mercado internacional, com a queima diária de 30 toneladas de lixo urbano para gerar eletricidade em substituição a combustíveis fósseis. Essa forma de produção de energia é considerada “limpa”, pois, além de dar destinação ao lixo urbano, que ocuparia espaço em aterros sanitários, ela “[...] destrói termicamente os gases poluentes produzidos no processo, liberando na atmosfera, sem causar danos ambientais, apenas vapor de água e CO2” (ANEEL, 2008, p. 76; UFRJ, 2006).
2.4.3 Energia eólica
A energia eólica é a energia cinética gerada pelo movimento dos ventos. Vem sendo utilizada há milhares de anos, inicialmente para impulsionar barcos a vela e depois os moinhos de ventos, que funcionam até os dias atuais na Holanda, sobretudo para drenagem e moagem de grãos (REIS, 2017, p. 289).
As principais vantagens da energia eólica são “[...] renovabilidade, perenidade, grande disponibilidade, independência de importações e custo zero para seu suprimento”. A maior desvantagem é o custo de instalação que ainda é alto, se comparado com outras fontes energéticas, embora esteja diminuindo a cada ano (ANEEL, 2008).
A energia eólica é uma das fontes energéticas mais limpas que existem, mas mesmo assim produz impactos ambientais. Os principais deles são o ruído aerodinâmico produzido pela interação das pás da turbina com o vento; o ruído mecânico, originado nos equipamentos eletromecânicos; a interferência eletromagnética, que ocorre quando as turbinas eólicas se encontram no caminho das ondas de rádio, TV ou micro-ondas; e colisão de pássaros nas turbinas, principalmente quando estão instaladas nas rotas migratórias das aves (REIS, 2017, p. 309-311).
Atualmente, existem 522 unidades de geração eólica em funcionamento no Brasil, com capacidade total de 12.812 MW, o que representa 7,68% da capacidade instalada brasileira. Existem 115 unidades sendo construídas e 91 empreendimentos ainda não iniciados, o que elevará a capacidade total das fontes eólicas para 17.387 MW. Praia Formosa é a usina eólica de maior capacidade, localizada no município de Camocim, no Ceará, com a potência de 105 MW. Enquanto isso, a cidade gaúcha de Osório (Figura 6) abriga três parques eólicos que, juntos, somam 150 MW de capacidade instalada (ANEEL, 2018a).
Figura 6 – Parque Eólico Osório
Fonte: Rio Grande do Sul, 2016.
2.4.4 Energia solar
A energia solar é considerada uma das fontes energéticas mais limpas existentes, do ponto de vista da produção de impactos ao meio ambiente. É produzida pela irradiação do sol na superfície da Terra, sendo abundante no território brasileiro.
No entanto, assim como a energia eólica, não é uma fonte constante, pois depende das condições climáticas.
A Figura 7 apresenta o Parque Solar Nova Olinda, no Estado do Piauí, considerado o maior da América do Sul, como exemplo de geração centralizada de energia solar. Formado por 930 mil painéis fotovoltaicos, ocupa uma área de 690 hectares e tem capacidade instalada de 292 MW, podendo gerar mais de 600 GWh ao ano (ENEL, 2017).
Figura 7 – Parque Solar Nova Olinda
Fonte: ENEL, 2017.
Enquanto isso, a Figura 8 mostra a geração de energia elétrica por meio de painéis fotovoltaicos instalados no ano de 2013 em uma residência de Ribeirão Preto.
Foi o “[...] primeiro projeto de microgeração de energia solar fotovoltaica para auto- consumo do Estado de São Paulo [...]” e o maior do país, com base na resolução normativa da ANEEL n°482/2012, tratada no subitem 2.3 (NEOSOLAR, 2013).
Figura 8 – Energia solar residencial
Fonte: NEOSOLAR, 2013.
2.4.5 Ondas do mar
As ondas do mar são formadas pela interação dos ventos com a superfície do oceano, fazendo com que a água se movimente, produzindo energia cinética. Embora muito complexos, há vários sistemas que podem extrair energia das ondas, aproveitando algumas de suas propriedades, segundo Reis (2017, p. 328-329):
§ Variação no perfil da superfície (inclinação e altura das ondas).
§ Variações de pressões abaixo da superfície.
§ Movimento orbital das partículas fluidas abaixo da superfície.
§ Movimento unidirecional de partículas, ou seja, movimento de grandes massas d’água na arrebentação, que pode ser provocado natural ou artificialmente.
A energia oriunda das ondas do mar ainda não é comercializada no Brasil. No entanto, há mais de dez anos, o Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE/UFRJ) conduz pesquisas nessa área. Uma delas chegou a ser colocada em prática em 2012, com a execução de um projeto piloto no Porto de Pecém, Ceará (Figura 9). Foi considerada a primeira usina de ondas da América Latina, e era composta de dois
módulos de geração com capacidade total de 50 kW, conforme mostra a Figura 9 (UFRJ, 2012).
Estima-se que exista, no Brasil, um potencial energético das ondas do mar de 87 GW. Cerca de 20% desse potencial poderia ser convertido “[...] em energia elétrica, o que equivale a cerca de 17 % da capacidade total instalada no país” (COPPE/UFRJ, 2012).
Figura 9 – Geração de energia pelas ondas do mar: Porto de Pecém, no Ceará (2012)
Fonte: COPPE/UFRJ, 2012.
Após o fim do contrato com a empresa Tractebel Energia, executora do projeto, os equipamentos foram retirados do local e o COPPE/UFRJ prosseguiu nas pesquisas de energia das ondas do mar (O PETRÓLEO, 2016). Está sendo desenvolvido um outro tipo de tecnologia para geração de 100 kW por meio das ondas do mar, em um projeto financiado por Furnas/ANEEL a ser executado no Rio de Janeiro pela empresa startup Seahorse Energy, da Incubadora do Parque Tecnológico da COPPE/UFRJ (REVISTA PEGN, 2015).
Figura 10 – Geração de energia pelas ondas do mar: módulos de geração (2012)
Fonte: COPPE/UFRJ, 2012.
3 PRINCIPAIS VULNERABILIDADES DOS SISTEMAS ELÉTRICOS
Os sistemas elétricos estão sujeitos a falhas de diversas origens, que causam a interrupção do fornecimento de energia ao consumidor final. Segundo relatório da equipe de fiscalização do Tribunal de Contas da União (TCU), os motivos das falhas no sistema de transmissão e geração brasileiro que causam apagões, são vários, podendo ser citados os seguintes (Brasil, 2014):
[...] falta de investimentos em estrutura e tecnologia; insuficiência de manutenção e de substituição de equipamentos ultrapassados; ausência de sistemas de proteção da rede e de prevenção de variações na tensão;
aparelhos fora do padrão; problemas estruturais em subestações; falhas humanas; erros de comando; fenômenos naturais, como vento, chuva, raios e incêndios na faixa de servidão, entre outros.
O relatório citado acima não chega a elencar, como origem das falhas elétricas, ações de natureza criminosa. Tais iniciativas podem ser ataques diretos, isto é, contra os elementos da rede, como cabos de transmissão e equipamentos de energia (transformadores, chaves seccionadoras, etc.), e também indiretos, ou seja, nos sistemas de informação que gerenciam as instalações de energia.
A configuração dos sistemas elétricos, que são baseados em geração centralizada, tende a acentuar os efeitos dessas vulnerabilidades, na medida que os estende a um maior número de consumidores, em comparação com as redes de energia contempladas com geração distribuída. Patterson (2006, p. 15) considera que o elemento dos sistemas elétricos mais vulnerável à interrupção não é a geração, mas sim a infraestrutura necessária para levar a energia gerada até o uso final, incluindo cabos, torres e subestações. Por isso, quanto mais distante estiver a geração de energia elétrica, mais elementos da rede podem ser atingidos.
A eventual interrupção do fornecimento de energia e/ou a destruição da infraestrutura elétrica do país podem causar impactos extremos, com prejuízo a milhões de nacionais, considerando a dependência que a sociedade vive em relação à energia elétrica. Como exemplo, os semáforos e a iluminação pública deixam de funcionar, causando o caos nos centros urbanos. Unidades militares, hospitais, escolas, bancos, supermercados, entre outras instalações, normalmente possuem geradores de emergência. Porém, estes são projetados para suprir apenas a parcela
mais crítica da edificação, durante o tempo necessário para o reestabelecimento da energia pela distribuidora local. Além disso, os geradores costumam ser alimentados por motores a diesel, que produzem gases tóxicos ao meio ambiente.
A seguir, são discutidas as principais vulnerabilidades as quais os sistemas elétricos estão sujeitos, na atualidade.
3.1 ATAQUES AOS SISTEMAS FÍSICOS DE ENERGIA
A infraestrutura de energia tem sofrido ataques a seus elementos físicos por diversas razões, tais como o furto de cobre, devido ao seu valor elevado no mercado, e até mesmo atentados com motivações terroristas, como o que ocorreu no Estado norte-americano da Califórnia em 2013.
Em relação ao furto de cobre, a Companhia Energética de Pernambuco (CELPE) verificou que tem havido expressivo crescimento desse tipo de crime nas linhas de transmissão sob sua área de atuação, podendo causar prejuízo financeiro, risco de acidentes e interrupção no fornecimento, até os condutores serem substituídos, conforme relatado a seguir (CELPE, 2009, p. 82).
O furto dos cabos condutores e de aterramento de estruturas de transmissão de energia elétrica, além de representar prejuízo financeiro às empresas, pode causar problemas no fornecimento e provocar graves acidentes. Dados da Companhia Energética de Pernambuco (CELPE) demonstram que o roubo de cabos tem tido crescimento acentuado. Apenas no período de 2003 a 2006, 1.187 quilômetros (km) foram furtados, principalmente em Petrolina, Cabo de Santo Agostinho e região metropolitana de Recife.
No caso do atentado terrorista na Califórnia, o delito ocorreu na subestação Metcalf Energy Center (Figura 11), da Pacific Gas and Electric Company, em San José, na Califórnia, em 16 de abril de 2013. Os criminosos dispararam em 17 (dezessete) transformadores de grande potência, causando o seu desligamento, utilizando fuzis AK-47, com base nos cartuchos encontrados no local pelos investigadores. Foi necessário quase um mês para que a subestação voltasse a funcionar, e as consequências só não foram mais graves porque a energia que abastece o Vale do Silício foi suprida por outras redes da região. Não foi possível investigar a autoria do atentado, pois os autores atiraram a partir do lado externo da
subestação, e por isso a ação não foi captada pelas câmeras de segurança que estavam direcionadas para dentro dela (KOPPEL, 2018).
Figura 11 – Vista aérea da subestação Metcalf Energy Center
Fonte: Google Maps, 2018.
3.2 ATAQUES AOS SISTEMAS DE INFORMAÇÃO DE ENERGIA
As grandes usinas de geração de energia e as redes elétricas têm se tornado cada vez mais informatizadas e interligadas, considerando as necessidades de controle dos fluxos de carga. Seus sistemas de controle têm sido vítimas de ataques cibernéticos, desde 1980. Mesmo quando os sistemas não são conectados à internet, podem ocorrer ataques, como houve nas instalações nucleares do Irã em 2010. Nesse episódio, o sistema que controla a instalação nuclear de Natanz foi infectado pelo vírus Stuxnet, um dos mais complexos já criados no mundo, resultando na danificação de 984 centrífugas nucleares (SINGER; FRIEDMAN, 2017, p. 133-136; ESTEVES, 2015, p. 30-31, 34; SILVA, 2015).
Em dezembro de 2015, ocorreu um ataque cibernético ao Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA)1 da companhia regional de distribuição de energia Kyivoblenergo, da Ucrânia, o que provocou o desligamento de 7 (sete) subestações durante 3 (três) horas, afetando cerca de 80.000 consumidores.
Posteriormente, verificou-se que os ataques atingiram mais 3 (três) companhias de energia, prejudicando aproximadamente 225.000 consumidores de várias áreas do país (E-ISAC, 2016, p. iv; FOLHA, 2016; TECMUNDO, 2016).
No âmbito brasileiro, em 2009, um professor do Centro Universitário Vila Velha (ES) apontou diversas vulnerabilidades do endereço público na internet do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), que facilitariam a invasão de hackers. As falhas foram corrigidas 3 (três) dias após um apagão que atingiu 18 Estados (FOLHA, 2009).
Os valores anuais decorrentes dos ataques cibernéticos aos sistemas de energia mundiais custaram, em média, 17,20 milhões de dólares por empresa, em 2017, segundo estudo independente conduzido pelo Ponemon Institute (2017, p. 20).
A Figura 12 mostra essa despesa por setor do mercado, indicando que as empresas do segmento energético ficaram atrás apenas do setor financeiro, como os bancos.
Os impactos causados por um ataque cibernético de grandes proporções a infraestruturas energéticas foi objeto de estudo da Universidade de Cambridge, em parceria com a empresa britânica Lloyd’s, da área de seguros. O relatório intitulado
“Business Blackout” analisa o cenário hipotético de um apagão de energia, que atinge 15 estados norte-americanos, incluindo Nova York e Whashington, de modo a afetar cerca de 93 milhões de pessoas. A hipótese elaborada é de que um malware2 infecta os sistemas de controle de usinas geradoras de energia, mantendo-se inativo e imperceptível até ser acionado remotamente, levando os geradores à sobrecarga e queima, podendo haver, até mesmo, incêndios e explosões. As consequências desse apagão seriam extremamente severas, tais como o colapso nos sistemas de saúde, segurança pública, indústria, comércio, transportes, abastecimento de água e das redes de telefonia e dados. Os impactos econômicos estimados no estudo foram de 243 bilhões de dólares, subindo para mais de 1 trilhão de dólares na versão mais
1 Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
2 Programa computacional nocivo criado para causar danos ou capturar informações, também chamado de vírus (SINGER; FRIEDMAN, 2017).
extrema do cenário. Embora improvável, os autores consideram que o ataque é tecnologicamente possível (UNIVERSITY OF CAMBRIDGE; LLOYD’S, 2015, p. 4).
Figura 12 – Custo anual médio dos ataques cibernéticos por setor do mercado, por empresa (U$ milhão)
Fonte: Ponemon Institute, 2017, p. 20.
3.3 CRISES ENERGÉTICAS
Os sistemas elétricos são vulneráveis às crises energéticas, que neste tópico são utilizadas com o sentido de incapacidade de atender à demanda de energia requerida pelos consumidores, a partir da capacidade de geração existente. Ou seja, há um grande déficit de carga instalada em relação à demanda, durante uma crise energética.
A falta de investimentos em novas usinas geradoras de energia suficientes para suprir os novos patamares de demanda, assim como a redução do nível das barragens das hidrelétricas, foram as principais causas da mais grave crise energética
vivenciada pelo Brasil, em 2001. As consequências dessa crise prejudicaram todos os setores do país, que tiveram de reduzir até 35% do consumo de energia elétrica em relação às quantidades verificadas no ano anterior, como ocorreu com o setor público, categoria consumidora a qual as Forças Armadas fazem parte. Isso obrigou às Organizações Militares do Exército Brasileiro a desligarem equipamentos, diminuírem o horário de funcionamento de suas unidades e informarem mensalmente à Câmara de Gestão da Crise de Energia os resultados da referida redução (MAYER, 2002, p.
3).
As estratégias utilizadas para solucionar uma crise energética costumam não ser ideais, se comparadas a um planejamento de expansão da oferta de energia realizado com antecedência. Assim, durante a crise de 2001, o governo federal providenciou a instalação emergencial de usinas termelétricas operadas com combustíveis fósseis, pois era a forma mais rápida de ampliar o nível de geração e acabar com as consequências da crise. No entanto, esse tipo de termelétrica provoca maiores impactos ambientais, além de a energia gerada ser mais cara, refletindo no custo do consumo de energia elétrica para o usuário final. Como exemplo, o valor médio do MWh (megawatt-hora) produzido por uma usina termelétrica abastecida por óleo diesel em 2008 era R$ 491,61. Enquanto isso, o valor médio do MWh produzido por uma pequena central hidrelétrica no mesmo ano era R$ 116,55 (ANEEL, 2008, p.
30).
3.4 EVENTOS DA NATUREZA
As redes de transmissão e subestações de energia, em quase sua totalidade instaladas ao tempo, estão sujeitas às intempéries, como ventos fortes, tempestades e descargas atmosféricas. Essa situação faz com que os sistemas de energia elétrica sejam vulneráveis aos eventos da natureza e sofram “apagões”, como o colapso de parte do sistema interligado nacional que ocorreu em novembro de 2009, considerado um dos mais graves que o país já teve. A transcrição a seguir, contida no Relatório Final do Ministério de Minas e Energia, descreve como ocorreu o evento (BRASIL, 2010):
