EM ITABORÁI / RJ
Área temática: Gestão Ambiental & SustentabilidadeDayane Novaes De Mattos
dayjcf@hotmail.com
Pando Angeloff Pandeff
pando_angeloff@yahoo.com.br
Leonardo Werneck Paulo
leonardowerneck@cnecrj.com.br
Resumo: O presente estudo buscou analisar questão energética, sendo hoje uma das principais preocupações de governos, empresas e da sociedade de forma geral, estando ainda diretamente ligadas às questões ambientais. Nesse contexto, buscar fontes geradoras alternativas passou a ser uma constante face ao aumento da demanda e escassez de fontes mais limpas. No Brasil, pela extensão territorial e características geográficas são encontradas e disponíveis diversas fontes com potencial gerador de energia, sendo em grande parte produzidas a partir de fontes renováveis e outras derivadas de hidrocarbonetos (matríz fóssil). Dessa forma, o estudo se desenvolve a partir da perspectiva das fontes alternativas e em particular a eólica, cujos custos econômicos ainda são altos, mas com custos ambientais que vêm compensando os investimentos, e cujo uso vem crescendo cada ano, levando em conta não apenas a geração, mas também a redução dos impactos ambientais gerados. O estudo promove, a partir de conceitos norteadores envolvendo as diversas fontes geradoras, uma análise do potencial para instalação de um parque eólico no Município de Itaboraí/RJ, considerando as vantagens e desvantagens envolvidas e os custos econômicos, sociais e ambientais. De forma complementar o estudo discute a viabilidade para o atendimento das demandas da estrutura governamental e para a população em geral. Os resultados obtidos permitiram ampliar o entendimento dos custos e dos benefícios de se implantar um parque eólico e foram base para que sugestões formuladas como as alternativas locacionais, não pretendendo esgotar as discussões sobre o tema. O estudo é fruto de trabalho monográfico do curso de Administração da Faculdade Itaboraí desenvolvido pela aluna Dayane Novaes de Mattos, sob orientação do Prof. Ds, Pando Angeloff Pandeff e apoio do Prof. Esp. Leonardo Werneck Paulo, que já desenvolvem estudos correlatos no município de Itaboraí / RJ.
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1. INTRODUÇÃO
O aumento crescente do consumo de energia tem sido uma constante preocupação mundial na pauta de discussões sobre a questão energética, sendo ponto crítico o fato da maior parte da energia utilizada no mundo ser de fonte não renovável, o que provoca pressões sobre os recursos naturais e como consequência, agrava os problemas ambientais decorrentes do processo de exploração.
Deve ser considerando ainda que a sociedade moderna é dependente de energia para manter sistemas produtivos e garantir ainda seu modo de vida, mas na medida em que a demanda por geração aumenta, aumenta também a preocupação sobre os impactos ambientais causados, o que pode, no longo prazo, colocar em risco a própria existência humana. Assim, o desenvolvimento tecnológico e grandes investimentos estão sendo direcionados por países e empresas a estudos e pesquisas envolvendo estratégias de geração que substituam as formas e fontes tradicionais (petróleo, gás e carvão) por fontes alternativas renováveis, considerando-se ainda a pressão sobre a matriz hidráulica e os impactos ambientais associados, alinhando essas estratégias com as propostas para o desenvolvimento sustentável.
Essa preocupação cada vez maior com a sustentabilidade e a preservação do meio ambiente, aliada ao fato de que as fontes de energias não renováveis futuramente estarão escassas, tem sido o fator motivador da busca por fontes de energias renováveis, com base em novas tecnologias de geração de baixo impacto ao ambiente e dessa forma, as fontes alternativas para geração de energia surgem como complemento às fontes de energia convencionais hoje utilizadas e onde se busca a redução gradual de seu uso.
No Brasil, mais de 67% da energia utilizada é oriunda de fonte renovável e limpa, gerada por fonte hidráulica e mesmo sendo uma matriz relativamente mais limpa em relação a outros países, pesquisas se desenvolvem na busca por novas tecnologias de geração que reduzam a dependência e a pressão sobre essa fonte. Aspecto importante nesse contexto é a grande oferta de fonte geradora solar e eólica face as características geográficas e ambientais que o país apresenta – existe um planejamento energético vigente que enfatiza o maior aproveitamento da energia eólica, o que favorece o avanço tecnológico e a descentralização da principal matriz geradora de energia que são as usinas hidrelétricas.
Partindo do pressuposto da importância da utilização de fontes de energia renováveis, e estudos recentes sobre o elevado potencial de geração de energia eólica do Brasil com velocidades e constantes de ventos que propiciam a implantação de tecnologias sustentáveis, destaque se faz a energia eólica,
3 conhecida entre especialistas como a energia dos ventos, e que segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL, 2005) é denominada cientificamente como; a energia cinética contidas nas massas de ar em movimento, captada através de turbinas para a geração de eletricidade ou cataventos (moinhos), para trabalhos mecânicos, como bombeamento d’água.
A cada ano que passa, em função do desenvolvimento de novas tecnologias, diminui o custo do investimento na implantação de parques eólicos, sendo este um incentivo significativo para empresas e governos. Atualmente no Brasil diversas empresas nacionais e internacionais que atuam no segmento, como a Enercon (Alemanha), Sulzer (Finlandia) e IMPSA (Argentina), estão em busca de mercados, ampliando assim a concorrência e minimizando custos para investimentos no setor.
Nesse contexto, o estudo tem como objetivo, verificar a viabilidade de implantação de um parque eólico no Município de Itaboraí/RJ, analisando as condições geográficas e locacionais, além das vantagens e desvantagens para a implantação dessa fonte geradora de energia alternativa. Analisa ainda os principais tipos de aerogeradores, seu custo x benefício, tendências e conceitos fundamentais sobre o tema.
A energia eólica foi escolhida para esse estudo por representar uma alternativa mais viável na produção de energia elétrica e apresentar baixo impacto ambiental na instalação e operação, além dos custos de instalação e manutenção, que vem diminuindo a cada ano, tornando o sistema mais acessível. A proposta busca assim analisar a alternativa e viabilidade em geração e economia de custo para o município, no longo prazo, sendo contribuição para redução de impactos ambientais pela baixa emissão de gás carbônico do sistema e na redução do estresse sobre o sistema de distribuição de energia do país, aliando práticas de proteção do meio ambiente e crescimento econômico.
Entretanto, cabe destacar que a relação de custo benefício da implantação de torres eólicas no município de Itaboraí/RJ não trará o retorno do investimento no curto prazo em decorrência da geração depender diretamente da força dos ventos e da bacia aérea da região sofrer variações no fluxo durante o ano, mas traz como consequência de curto prazo, o alto retorno do investimento sob a ótica social e ambiental.
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1.
OBJETIVOS
1.1
Objetivo Geral
Analisar a viabilidade e as possíveis vantagens e desvantagens da implantação de um parque eólico no Município de Itaboraí / RJ de forma a reduzir os gastos públicos com energia e reduzir as pressões sobre a matriz geradora de base hidráulica ou fóssil.
1.2
Objetivos Específicos
Analisar o contexto histórico da Geração de Energia. Descrever as principais fontes alternativas.
Analisar e detalhar os geradores eólicos.
Contextualizar o Município e as questões energéticas.
Avaliar a viabilidade de implantação do parque eólico em Itaboraí.
2.
METODOLOGIA
O presente artigo foi baseado em trabalho monográfico desenvolvido no curso de Administração da Faculdade Itaboraí, com base nos resultados finais obtidos.
A escolha do tema deve-se à continuidade de estudos já realizados na região pelos orientadores, com foco no desenvolvimento local e sustentabilidade socioambiental, adequando-se seu desenvolvimento sob a ótica das atividades voltadas ao desenvolvimento local e a geração de energia a partir de fontes alternativas com base na geografia e potencial que o município de Itaboraí/RJ apresenta.
Analisa ainda a efetividade da implantação de um parque eólico com base nos investimentos necessários, tecnologias disponíveis, capacidade geradora e de atendimento às demandas e ainda no tempo de retorno do investimento, além dos benefícios ambientais associados.
A base teórica conceitual foi extraída da literatura específica, bases legais, estudos já desenvolvidos e observações de campo para a produção do conteúdo necessário às análises.
O método de pesquisa adotado foi o bibliográfico, associado a um estudo de caso, utilizando ainda informações coletadas das bases oficiais (IBGE, TCE-RJ, sites do Ministério do Meio Ambiente e de Minas e Energia, ANEEL, entre outros), utilizados para sustentar as discussões do estudo.
A partir de dados coletados, ênfase foi dada às questões que envolvem o desenvolvimento local e as influências e benefícios da implantação de um parque gerador de energia eólica, sendo um ensaio
5 para ser extrapolado para a escala da demanda local e da redução das pressões sobre o ambiente.
Para uma melhor compreensão da realidade temática foi desenvolvida uma análise de a partir da implantação de outros parques no Brasil e dessa análise foi possível identificar seus resultados e eventuais problemas e dificuldades enfrentadas no processo.
A resultante do confronto entre as bases teóricas e legais, associada ao estudo de caso possibilitou identificar pontos críticos para a implantação do parque eólico e permitiu ainda a elaboração de proposições para adoção de estratégias associadas, o que colocaria o município na vanguarda estadual em produção própria.
3.
DESENVOLVIMENTO
4.1 A QUESTÃO ENERGÉTICA
Sendo pontos de destaque da questão energética: a busca por formas de energia alternativas à geração de energia elétrica e a construção de uma matriz energética diversificada, estes se tornam preocupação e pauta constante das discussões no âmbito mundial envolvendo governos e empresas, em decorrência da identificação de que mais da metade da energia que é utilizada no planeta é proveniente de fonte fóssil, cada vez mais escassa, cara e grande contribuinte para aumento dos problemas ambientais decorrentes do processo de extração e processamento desses recursos.
4.1.1 Crise energética brasileira
Em diversos países, os investimentos em energia são feitos de forma contínua e em diferentes tipos de usinas geradoras e de fontes distintas, buscando evitar crises quando uma das fontes apresenta problemas para atender o abastecimento, diversificando assim as fontes.
O que se observa com na análise da crise energética brasileira é que essa foi decorrente da falta de investimentos, por décadas, na geração e transmissão (TOLMASQUIM, 2000).
Outro fator que agrava o problema energético brasileiro é a falta de integração existente entre as usinas geradoras. Enquanto sobra água e energia no Sul e no Norte do país, onde as usinas em geral tem níveis altos em seus reservatórios, as hidrelétricas do Sudeste possuem baixos níveis em seus reservatórios e ainda as linhas de alta capacidade de transmissão dessa energia são poucas e com baixa capacidade (CPFL, 2001).
Soma-se a esse quadro, a demora na implantação de medidas de contenção do consumo de energia, incluindo medidas de prevenção e até de racionamento em casos extremos como vivenciado
6 recentemente na região sudeste, dado que essa crise já era prevista pelos pesquisadores a muito tempo (CPFL, 2001).
4.1.2 A matriz geradora
A matriz energética brasileira, diferentemente da maioria dos países desenvolvidos, é considerada uma das mais limpas do mundo, com base em diversos tipos de fontes de energias renováveis.
O Brasil possui diversas usinas hidrelétricas espalhadas em todo seu território nacional, que juntas produzem 67,05 % da energia de todo o país, o que constitui a sua principal matriz geradora (ANEEL, 2014). Esse é um diferencial em relação ao mundo, já que as fontes renováveis são em média 13% da matriz energética dos países industrializados, e entre as nações em desenvolvimento esse percentual cai para 6% (NEOENERGIA, 2013).
A existência de grandes rios de planalto que são alimentados por abundantes chuvas tropicais, fez o Brasil optar pelo modelo hidrelétrico como principal fonte de energia, sendo ainda geradora de baixa emissão de CO2 entretanto, devido aos impactos ambientais e socioambientais gerados e ao
elevado custo de transmissão pelas grandes usinas para os centros urbanos em decorrência das elevadas distâncias entre eles, tem gerado um impacto econômico significativo e as usinas hidrelétricas ainda ficam sujeitas à limitações legais para obterem licenciamentos.
A segunda maior matriz energética brasileira é formada pelas usinas termoelétricas, que correspondem a 28,53% da energia utilizada no país, que é através da queima de combustíveis, que tem como matérias-primas o gás natural (10,90%), o petróleo (5,85%), o carvão mineral (2,58%) e a biomassa (9,20%) – licor negro, madeira, biogás, bagaço de cana de açúcar, capim ou casca de arroz.
A partir do final da década de 90, as usinas termelétricas ganharam importância como complementação da matriz hidráulica e assim diminuindo a dependência brasileira das hidrelétricas.
Ainda existe um percentual de energia que é importada, sendo cerca de 6% da energia elétrica nacional são importados de países da América Latina, principalmente da parcela paraguaia da Usina Hidrelétrica de Itaipu (Paraná) (NEOENERGIA, 2013).
O Brasil também utiliza 2,89% da energia eólica através dos 180 parques eólicos espalhados no Brasil que geram 3.796.438 mil Kw (ANEEL, 2014). Entretanto, de acordo com a Associação
7 Brasileira de Energia Eólica (ABEEÓLICA, 2014), o Brasil utiliza 6,1 Gw de capacidade instalada e possui 205 parques eólicos, o que gera a redução de 4.383.430 T/ano de CO2.
Outra fonte integrante da matriz brasileira é a energia de fonte nuclear, ainda pouco utilizada, e com problemas associados ao resíduo do combustível utilizado, extremamente nocivo ao meio ambiente e aos seres humanos. O Brasil possui duas usinas nucleares em atividade localizadas em Angra dos Reis/RJ, que geram 1,52 % da energia total gerada e contribui com 1.990.000 mil Kw.
Atualmente, o Brasil opera com cerca de 3.372 empreendimentos de geração de energia, com capacidade instalada total de 139 milhões de Kw, conforme a tabela 1 abaixo (ANEEL, 2014):
EMPREENDIMENTOS EM OPERAÇÃO Tipo Capacidade Instalada % Total % N.° de Usinas (Kw) N.° de Usinas (Kw) Hidro 1.140 87.968.987 63,10 1.140 87.968.987 63,10 Gás Natural 116 12.535.890 8,99 157 14.303.313 10,26 Processo 41 1.767.423 1,27
Petróleo Óleo Diesel 1.177 3.594.498 2,58 1.211 7.678.471 5,51
Óleo Residual 34 4.083.973 2,93 Biomassa Bagaço de Cana 384 9.778.071 7,01 486 12.078.218 8,66 Licor Negro 17 1.785.022 1,28 Madeira 52 407.635 0,29 Biogás 23 69.857 0,05 Casca de Arroz 10 37.633 0,03 Nuclear 2 1.990.000 1,43 2 1.990.000 1,43 Carvão
Mineral Carvão Mineral 13 3.389.465 2,43 13 3.389.465 2,43
Eólica 180 3.796.438 2,72 180 3.796.438 2,72 Fotovoltaica 180 14.382 0 180 14.382 0 Importação Paraguai 5.650.000 5,46 8.170.000 5,86 Argentina 2.250.000 2,17 Venezuela 200.000 0,19 Uruguai 70.000 0,07 TOTAL 3.372 139.408.384 100 3.372 139.408.384 100
Tabela 1: Empreendimentos em operação Fonte: ANEEL (2014)
4.2 A ANÁLISE DA ENERGIA EÓLICA
A energia eólica é uma das fontes de geração de energia elétrica que mais cresce no mundo, apesar de ainda ser pouco utilizada. É uma energia de fonte limpa, “obtida da energia cinética gerada pela migração das massas de ar provocadas pelas diferenças de temperatura existentes na superfície do planeta” (ANEEL, 2008, p. 81).
8 Essa energia é obtida através de aerogeradores (cataventos), aonde a força dos ventos é captada por hélices ligadas a uma turbina que aciona um gerador elétrico. Por meio da função da área coberta pela rotação das hélices, da velocidade do vento e da densidade do ar é possível conseguir a quantidade de energia transferida (MMA, 2014).
O uso dessa energia alternativa ajuda a reduzir a contaminação causada por outras fontes, como a queima dos combustíveis fósseis, sendo o mercado de energia eólica é o que ostenta o maior potencial de crescimento dentre as chamadas fontes alternativas de energia. Hoje, com os avanços tecnológicos e produção em larga escala, esta tecnologia já é considerada economicamente viável para competir com as fontes tradicionais de geração de eletricidade em diversos países, inclusive o Brasil (GUERRA; YOUSSEF, 2011).
4.2.1 Vantagens x Desvantagens da Energia Eólica
Além de ser uma fonte de energia renovável, a energia eólica possui pontos positivos que a diferencia em relação às demais, atraindo novos investimentos decorrentes de suas vantagens conforme apresentadas as principais da energia eólica no quadro 1 a seguir:
ENERGIA EÓLICA VANTAGENS
É uma tecnologia inesgotável;
Não emite gases poluentes e não gera resíduos;
Os parques eólicos podem ser utilizados também para outros meios, como a agricultura e a criação de gado;
É uma das fontes mais baratas de energia, podendo competir em termos de rentabilidade com as fontes de energia tradicionais;
Não requer uma manutenção frequente, uma vez que sua revisão é semestral; Em menos de seis meses o aerogerador recupera a energia que foi gasta para ser fabricado.
Quadro 1: Desvantagens da Energia Eólica Fonte: Adaptado de Souza (2014)
DESVANTAGENS
Como é preciso um fenômeno da natureza para funcionar, às vezes a energia não é gerada em momentos necessários, o que torna difícil a integração da produção dessa tecnologia; Pode ser superada pelas pilhas de combustível (H2) ou pela técnica da bombagem hidroelétrica;
Os parques eólicos geram um grande impacto visual devido aos aerogeradores; Causa impacto sonoro, pois o vento bate nas pás produzindo um ruído constante de aproximadamente 43 decibéis, tornando necessário que as habitações mais próximas estejam no
mínimo a 200 metros de distância;
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4.2.2 Tipos de Aerogeradores
Existem dois tipos de aerogeradores, sendo os de rotores de eixo vertical e os de rotores de eixo horizontal.
Apesar dos rotores de eixo vertical serem mais fáceis e mais seguros de operar, os rotores de eixo horizontal são os mais utilizados no mundo pois são mais eficientes do que os de eixo vertical. Isso se dá por que a intensidade do vento junto ao solo é mais fraca, garantindo maior segurança e estabilidade do sistema.
Sendo o aerogerador é um equipamento que converte a energia dos ventos em energia elétrica, a quantidade gerada vai depender do diâmetro do rotor, da velocidade dos ventos na área e do rendimento de todo o sistema. Hoje esses equipamentos estão em franco desenvolvimento, sendo produzidos rotores de diâmetros cada vez maiores e geradores de potência também cada vez mais potentes, sendo exemplificado na figura 3 a seguir.
Figura 1: Desenvolvimento da tecnologia eólica. Fonte: Ministério de Minas e Energia (2006).
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4.2.3 Potencial Eólico Brasileiro e capacidade de aproveitamento
A avaliação precisa do potencial do vento em uma região é fundamental para o melhor aproveitamento do recurso da energia eólica. Diversos levantamentos e estudos realizados têm dado motivos para a exploração comercial da energia eólica no país. Análises são feitas para verificar características das regiões como, as velocidades médias dos ventos altos, as variações nas direções do vento e a turbulência durante todo ano.
A região Nordeste do Brasil é considerada um potencial de geração de energia eólica, devido a suas características, conforme Guerra e Youssef (2011, p. 19):
Apesar de a maior parte dos parques eólicos brasileiros se concentrarem na região Nordeste, quase todo território nacional tem potência de geração desse tipo de energia. Quanto à capacidade de aproveitamento, o potencial Eólico Brasileiro indicado em estudos recentes é de 60.000 Mw e em contrapartida a capacidade instalada é menor que 1.500 Mw, ou seja, o Brasil utiliza menos de 2,5 % de seu potencial em comparação com outros países como a Espanha onde são adicionados anualmente cerca de 3.000 Mw, o que seria o dobro de toda a capacidade instalada no Brasil (UFERSA, 2014).
A região do Nordeste só não utiliza todo o seu potencial eólico pois sofre de um problema nos atrasos nas entregas das linhas de transmissão, que é responsável levar a energia geradas nos aerogerados para uma rede de transmissão, o Estado da Bahia que tem o maior parque eólico da América Latina com 184 torres com capacidade de 294 Mw, pronto desde 2012 ainda não está em funcionamento devido os atrasos nas linhas de transmissão, tendo um gasto para o governo Federal de mais de 550 milhões só por esse período de atraso.
Outro problema da região do Nordeste é a infraestrutura do porto, como todo o material das torres eólicas chegam de navios e são equipamentos grandes e pesados e requerem um cuidado especial para serem escoados. O porto do Rio Grande do Norte é pequeno e não tem a capacidade de suprir a demanda do potencial eólico que ele é capaz.
Devido à busca por alternativas de geração através de fontes renováveis e o grande potencial eólico do Brasil, como observado no gráfico abaixo, a curva da capacidade instalada vem tendo um crescimento acentuado no decorrer dos anos e estima-se que no final de 2018, serão 14,4 Gw instalados no Brasil (ABEEÓLICA, 2014).
11 Gráfico 1: Evolução da capacidade Instalada (MW)
Fonte: ABEEÓLICA (2014, p. 3)
4.2.4 Os custos x incentivos na produção
O governo Federal criou em abril do ano de 2002, por meio da Lei nº 10.438, o Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA). Essa criação foi devido às fontes alternativas de energias ainda terem um custo mais elevado do que as formas de energia convencionais. O PROINFA tem como objetivo o incentivo à ampliação da participação das fontes alternativas na matriz energética (MMA, 2014).
A cada ano o custo da energia eólica está se tornando cada vez mais economicamente viável. Na década de 80 a energia eólioca custava em torno de US$ 300,00 por Mw/H. Já a partir do ano de 2006 ela passou a ter uma variação de US$ 40,00 a US$ 100,00 por Mw/H nos Estados Unidos, ficando na frente de fontes alternativas de energia como a biomassa, célula combustível a hidrogênio e a energia solar conforme pode ser visto na tabela abaixo, o comparativo de custos entre as fontes de energia, segundo a Associação Americana de Energia Eólica.
TIPO DE RECURSO
CUSTO MÉDIO
(CENTAVOS DE US$ POR MwH)
Hidrelétrica 20-50 Nuclear 30-40 Carvão 40-50 Gás natural 40-50 Vento 40-100 Geotérmica 50-80 Biomassa 80-120
Célula combustível a hidrogênio 100-150
12 Tabela 2: Comparativo de Custos entre Energias
Fonte: Associação Americana de Energia Eólica (2006)
Conforme pode ser visto na tabela 3 a seguir, a energia derivada das termoelétrica tem o Mw/h mais caro do que as de origens da energia eólica que só perde para hidrelétricas de grandes empreendimentos, que atualmente possuem muitas limitações legais e ambientais para serem construídas.
COMPARAÇÕES DE CUSTOS (Mw/h)
Termoelétrica R$ 209,00
Eólica R$ 140,00 - R$150,00
Usina Hidrelétrica de Tucuruí R$ 125,00 Tabela 3: Comparações de Custos (Mw/H)
Fonte: Adaptado de UOL (2015)
4.3 ANÁLISE DE IMPLANTAÇÃO DO PARQUE EÓLICO EM ITABORAÍ/RJ
4.3.1 Caracterização do Município
O Município de Itaboraí foi fundado no ano de 1672 apesar de estar inserido na região metropolitana do Rio de Janeiro, ainda é caracterizado como um município rural e hoje sofre a influência direta do COMPERJ (Complexo Petroquímico do Estado do Rio de Janeiro), que ocupa aproximadamente 10,5% do território municipal.
A tabela a seguir apresenta as informações básicas sobre o município de Itaboraí, conforme dados do IBGE Cidades (2014).
População estimada 2014 227.168
População 2010 218.008
Área da unidade territorial (km²) 430,374
Densidade demográfica (hab./km²) 506,55
Bioma Mata Atlântica
Tabela 4: Dados sobre o Município de Itaboraí/RJ
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4.3.2 O regime de ventos na região
Quando se estuda o regime dos ventos, verifica-se que a velocidade e a direção destes estão associadas às diversas escalas atmosféricas e que mostram uma considerável relação espacial, como uma nítida variabilidade temporal.
No estado do Rio de Janeiro as influências de ventos são balizadas de forma mesoescala em virtude principalmente das brisas marítimas originadas, distintos entre continente e o oceano.
Através do estudo do regime de ventos em torno da Baía de Guanabara, onde se margeiam sete municípios que sofrem influência do regime de ventos da Baia (Rio de Janeiro, Duque de Caxias, Magé, Guapimirim, São Gonçalo, Niterói e Itaboraí), conforme figura 4, será analisada a viabilidade de implantação de um parque eólico.
Figura 2: Municípios as margens da Baía de Guanabara Fonte: Google Maps (2014)
Os ventos trazidos pela Baía de Guanabara são resultados de inúmeros fatores: a influência na região Sudeste e das principais massas de ventos vem da Baia de Guanabara, onde as cores próximas da cinza indicam ocupação urbana e solo exposto e o verde, a área de cobertura vegetal, além do azul e preto para os corpos d’água. Estas características físicas tornam são propícias e se constituem na formação de um clima peculiar para os ventos em superfície (HACKEROTT, 2013).
14 Figura 3: Mapa de direção dos ventos no litoral e território brasileiro
Fonte: Hackerott (2013)
A tabela a seguir apresenta a média, o desvio padrão e a intensidade máxima do vento registradas em sete estações analisadas durante o estudo dos regimes dos ventos no mês de agosto de 2012(HACKEROTT, 2013). Estação Média (m/s) σ (m/s) Máx. (m/s) 602 3,1 2,3 12,9 603 0,7 0,9 4,8 621 1,5 1,2 6,4 654 1,9 1,3 8,6 SBGL 3,1 1,9 9,18 SBRJ 2,4 2,1 12,75 SBSC 3,2 2,1 12,75
Tabela 5 : Média, desvio padrão e intensidade máxima do vento
Fonte: Hackerott (2013)
Analisando o regime de ventos do município de Itaboraí, através dos dados apresentados na tabela a seguir (CLIMATEMPO, 2014), considera-se viável a implantação de um parque eólico para na região, considerando que para as torres serem tecnicamente aproveitáveis, é sugerido uma velocidade mínima do vento entre 6,5 a 7,5 m/s para larga escala de geração. Para utilização de
15 sistemas pequenos, o mínimo para viabilidade econômica ou técnica é uma média de 3,5 a 4,5 m/s (PUCRS, 2014).
Segundo a Organização Mundial de Meteorologia, em apenas 13℅ da superfície terrestre consegue-se alcançar a velocidade média dos ventos superior a 7 m/s (ANEEL, 2005).
Tabela 6: Dados de ventos para a superfície de Itaboraí no dia 28/11/2014
Fonte: Climatempo (2014)
4.3.3 Viabilidade para implantação do parque eólico
A implantação de um parque eólico depende especificamente do regime de ventos da região para análise de viabilidade. Conforme já indicado, a região sudeste é considerada como de grande potencial eólico, mas apresenta baixos investimentos nesse segmento energético.
A partir das análises desenvolvidas e do regime de ventos para a região que sofrem influência das principais massas de ventos que vem da Baia de Guanabara e dos dados específicos do regime de ventos do Município de Itaboraí, foram analisadas as opções locacionais para a implantação das torres, sendo estes detalhados a seguir:
A primeira opção indicada seria no entorno do COMPERJ, a oeste no sentido da baia de Guanabara face a existência de ser uma área de tabuleiros e pastagens, podendo ser utilizadas através de acordos de arrendamento ou desapropriação, se necessário como pode ser observado nas indicações com triângulos em vermelho na imagem a seguir:
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Figura 3: Imagem da área do entorno do COMPERJ. Fonte: Google earth (2014)
Outra área analisada foi o 8º. distrito do município – Pachecos, cuja área é predominantemente rural, composta por sítios e pequenas propriedades e cuja localização favorece a instalação por receber ventos originados no mar e vindos da região de Maricá, além da altitude que varia de 45 a 90 metros, sendo os pontos de instalação identificados na imagem com os triângulos em vermelho.
17 Figura 4: Imagem da área do 8º. distrito - Pachecos
Fonte: Google earth (2014)
4.3.4 Gasto energético em Itaboraí
Com base em dados fornecidos pela Concessionária Ampla S/A. foi possível estabelecer a quantidade de medidores instalados no município e o consumo médio por cliente de forma a possibilitar as extrapolações necessárias ao processo comparativo de custos e gasto energético.
TOTAL DE CLIENTES RESIDENCIAL Média de consumo por Cliente
128.678 176 Kwh
Tabela 7: Número de Clientes Residenciais e consumo médio Fonte: AMPLA (2014)
Ainda segundo a Concessionária, o valor do Kw/h é R$ 0,56, sendo projetado assim um custo médio por cliente de R$ 98,56, totalizando assim um custo médio mensal de R$ 12.682.503,68 em contas de energia para clientes residenciais, não considerados para efeito desse estudo os clientes comerciais e industriais.
No caso específico da Prefeitura, dados fornecidos pelo responsável pela gestão das contas de energia do Município, a média mensal dos gastos com energia pela prefeitura de Itaboraí é de aproximadamente R$ 800.000,00 tendo um consumo estimado de 1.428.571,42 Kw.
4.3.5 Custos gerais de implantação
Os investimentos para implantação de um parque eólico levam em conta variáveis essenciais como: a tecnologias dos rotores, os custos e a facilidade; segurança da implantação, sendo escolhida para fins comparativos o modelo IV-82 da IMPSA WIND pelas características que se adequam de forma mais apropriada ao contexto municipal.
A escolha do IV-82 tem base de referência de escolha de variável essencial, destacando o regime de ventos da região dentro dos Vm= 6.0 ATÉ 12.2m/s (Vento Médio), dentro da faixa de operação de capacidade de absorção do IV-82. Seu limite de Vref= 52m/sm (Velocidade de Sobrevivência), ou seja o IV-82 entra em parada instantânea com a velocidade de 52m/sm, na região, raramente encontra-se essa constante, exceto em condições climáticas adversas do tradicional (Tempestades, entre outras) (IMPSA, 2014).
A torre de sustentação do IV-82 não excede altura de 100 Metros, podendo ser fabricada em aço carbono tradicional. O segmento em aço aumenta a vida útil do produto para 20 anos, embora
18 necessite maior controle e manutenção de tratamento de superfície, evitando deterioração e contaminações com o tempo (IMPSA, 2014).
Tabela 8: Caracte rísticas Técnica s do modelo IV-82 Fonte: IMPSA (2014) Para fins de ansaio e após
avaliar o modelo de torre, foi utilizado o número de 10 (dez) torres eólicas e investimento total de R$ 83.000,000,00 sem o custo das linhas de transmissão.
Tabela de Custos
Etapas Valor (R$)
Fundações estrutural e base Civil; R$ 500.000,00
3 Pás: R$ 1.800.000,00
Compra modular em aço da torre R$ 2.000.000,00
Sistema Integrado, com aerogerador R$ 4.000.000,00
Total de cada torre: R$ 8.300.000,00
Tabela 9: Tabela de Custos Fonte: adaptado de IMPSA (2014)
Em uma comparação com o parque de Osório/RS, pode-se perceber a diferença entre os modelos utilizados e a capacidade de atendimento, bem como os custos envolvidos.
DADOS GERAIS
Potência Unitária 1, 5 MW
Vida útil do produto 20 anos
Velocidade de sobrevivência 52,5 m/s - 59,5 m/s
Normas do projeto IEC WT- 01 ; IEC 61400-1
Classe I- A ; III - A ; I-S; IIII-S
ROTOR
Diâmetro 70 m ; 77 m ; 82 m
Sentido de rotação Sentido horário
Quantidade de pás 3
Comprimento da pás L= 34 m (Ø70), L=37,25 m(Ø77) L= 40 m (Ø82),L= 42 m (Ø87)
Material da pás Fibra de vidro e resina, com proteçao contra radiaçao ultravioleta e descargas atmosférica
Controle de potência Passo variável
COMPARATIVOS
Parque Eólico Osório –RS
Parque Eólico Itaboraí - RJ
Quantidade de Aerogeradores 75 aerogerador 10 aerogerador
Tecnologia ENERCON IMPSA
Potencial Nominal do
19 Tabela 10: Comparativos do Parque Eólico de Osório - RS e o Parque Eólico de Itaboraí - RJ
Fonte: adaptado de Ventos do Sul Energia (2014)
4.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
No âmbito de premissas energéticas, o investimento em um parque eólico no município poderia trazer uma economia de gastos com energia na administração pública e atender à população em geral, podendo ser a iniciativa estendida para atender a iniciativa privada suprindo suas demandas de consumo.
Outro aspecto de destaque refere-se ao fato do Brasil ser signatário do Protocolo de Kyoto e integrante das discussões do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) sendo compromisso dos países a busca da sustentabilidade energética através do aumento dos investimentos em fontes alternativas e alinhado com os esforços internacionais, o município de Itaboraí pode se tornar referência.
Destaca-se o fato de que um investimento desse porte e natureza gera em média 500 empregos diretos e indiretos, movimentando e aquecendo a economia do município.
Os parques eólicos instalados no mundo e no Brasil sempre começam com um projeto pequeno e piloto demonstrando a viabilidade de implantação e posteriormente foram incrementados com mais torres ou com novos projetos e onde se destaca a prevalência dos pontos favoráveis na implantação de fontes alternativas e seus benefícios, sendo também atraentes para novos investidores quando o projeto entra em operação.
A geografia brasileira e em particular a do Município é favorável ao desenvolvimento e uso dessa tecnologia, com áreas de planície e pequenas formações elevadas que propiciam a circulação dos ventos.
O investimento do Município na implantação de 10 (dez) torres eólicas seria um marco ambiental regional, podendo atrair a atenção da comunidade nacional e internacional e consequentemente ampliando a possibilidade de investimentos.
O projeto piloto seria destinado inicialmente para atender residências, sendo verificada a viabilidade do projeto pois seria capaz de suprir a necessidades em torno de 1.354 residências com quatro pessoas, atendendo inicialmente a 1,3 % de um total de 128.678 residências identificadas.
Capacidade Instalada 150 MW 15 MW
Capacidade de cada torre por
mês 722 pessoas 542 pessoas
Equivale ao consumo Anual 650.000 pessoas 65.000 pessoas Equivale ao consumo Mensal 54.166 pessoas 5.417 pessoas
20 Extrapolando os números com base no parque eólico de Osório-RS na tabela a seguir, seriam necessárias 422 torres para suprir plenamente a demanda residencial de energia no Município com base na população atual ao custo total de R$ 3.502.600,00 e vida útil mínima prevista das torres de 20 anos.
A energia eólica ainda é uma energia que deve ser utilizada como complementar a outras fontes geradoras e não para suprir a capacidade total em decorrência de fatores limitantes como o vento e o elevado custo inicial, devendo ser parte de um plano de investimentos em geração.
O investimento nas dez torres eólicas, se voltadas a atender à demanda do setor público, poderia auxiliar na redução de gastos com energia pelo Município, sendo viabilizadas através de recursos do governo federal a partir do PROINFA.
Outro aspecto de destaque diz respeito a redução de emissões por energia que deixaria de ser gerada por outras fontes não renováveis, onde as 10 (dez) torres previstas contribuiriam com números significativos conforme a tabela a seguir:
Tabela 11: Emissões evitadas
Fonte:Elaborado pelo autor adaptado de Ventos no Sul energia (2014)
Com base nas análises desenvolvidas e nas características do município foi possível inferir que a implantação do parque eólico é viável e considerando as questões envolvidas, necessário do ponto de vista ambiental, social e econômico, sendo o valor do investimento amortizando entre 9 a 10 anos e levando em conta a vida útil de 20 anos prevista para as torres, seriam 10 anos de economia gerada, além da possibilidade real de diversificação na utilização das fontes da matriz energética.
5.
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O estudo possibilitou discutir as diversas fontes energéticas e a ampliação de seu desenvolvimento e uso no mundo em decorrência da crise ambiental instalada e na busca pela diminuição dos impactos negativos gerados pelas atuais fontes energéticas derivadas de matriz fóssil, que contribuem de forma significativa para ampliar os problemas ambientais.
EMISSÕES EVITADAS 2,361 ton de dióxido de carbono
123,055 barris de Petróleo 9.550,41 plantio de árvores 5.500,331 m³ de gás natural
21 No caso do Brasil, o país vem aumentando seus investimentos em geração a partir de fontes alternativas, mesmo com sua matriz energética sendo 67,05% só em energia hidráulica, uma energia considerada limpa, diferentemente de outros países que só tem no máximo 13% de suas fontes geradas por energia limpa.
O que se percebe é que a cada ano que passa o custo da implantação das estruturas dos geradores de base eólica fica mais acessível em função de novas tecnologias, tornando essa uma energia cada vez mais competitiva no mercado, tornando-se mais viável a busca de alternativas mais sustentáveis.
Umas das vantagens da energia eólica entre as outras fontes alternativas é o tempo de instalação das torres eólicas, que fica em torno de 18 meses o que na instalação de infraestruturas para geração a partir de outras fontes mais convencionais o tempo é de cerca de 24 meses ou mais, sendo um dos diferenciais da energia eólica em relação às demais fontes alternativas no que se refere ao processo de instalação.
A energia eólica tem o custo mais elevado do que as fontes não renováveis, e entre as energias alternativas ela tem o preço mais acessível, custo de operação baixo e tem impacto mínimo sobre o ambiente, gerando inclusive redução indireta de carbono emitido de outras fontes que foram substituídas.
Sobre a implantação de um parque eólico no Município de Itaboraí, verificou-se que esse tipo de iniciativa é viável, apesar do elevado custo, devendo ser considerada como fonte complementar e em conjunto com outras fontes geradoras como a energia solar como forma de auxiliar e amenizar o estresse sobre a principal matriz geradora utilizada - hidráulica.
Por mais que o investimento inicial seja alto, foi demonstrado que é uma opção economicamente viável, mas com retorno no longo prazo, o que para iniciativa privada é um fator limitante.
O estudo indicou ainda para os benefícios ambientais e sociais advindos da instalação do parque, além de ampliar a visibilidade do Município no contexto ambiental, sendo alçado a referência no Estado do Rio de Janeiro, o que pode se traduzir em maior interesse de investidores e instalação de empresas, gerando novos empregos e renda, além de viabilizar maior aporte de recursos do governo federal através do PROINFA.
Outro aspecto destacado e a redução no custo final repassado ao consumidor, atendendo inicialmente as populações menos favorecidas, se traduzindo em política pública de inclusão social.
22 Não pretender esgotar as discussões sobre o tema, sendo este um exercício para a análise de viabilidade na implantação de parques geradores de base eólica e será utilizado para o desenvolvimento de novos estudos pela autora em futuro próximo.
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