Top Esp em Energias Renováveis - Cap 1

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TÓPICOS ESPECIAIS EM 
ENERGIAS RENOVÁVEIS
Prof. Erick da Silva Delvizio (delvizio@ieee.org.br). 
SUMÁRIO
FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA
O Sistema Elétrico de Potência e o SIN
Fontes Renováveis e não Renováveis de Energia
Atividades Práticas
01.
FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA ELÉTRICA
Energia Hidroelétrica
Energia Solar
Energia Eólica
Energia dos Oceanos
Energia do Hidrogênio
Energia Geotérmica
Armazenamento de Energia
Atividades Práticas
02.
PROSPECÇÃO TECNOLÓGICA EM FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA
A Propriedade Industrial (PI)
As bases patentárias como fonte de informação tecnológica
Prospecção Tecnológica em bases patentárias
Atividades Práticas
03.
01. FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA
Energia Elétrica. O ser humano é capaz de transformar
determinadas fontes de energia em outras para um 
determinado propósito. Normalmente esta transformação 
ocorre de forma direta ou indireta de uma fonte primária de 
energia para a energia elétrica que a humanidade tanto 
utiliza. Neste capítulo serão tratados os conceitos inerentes
às fontes de energia, quer seja pelo lado de sua aplicação, 
quer seja pela natureza desses recursos.
https://sites.google.com/view/projetocecom/p%C3%A1gina-inicial
Normalmente atrelamos o desenvolvimento de um país de acordo ao consumo de energia elétrica que este tem. No entanto, cada 
país tem uma estrutura específica para atendimento ao seu próprio consumo de energia elétrica. O atendimento das indústrias, 
comércios e instalações residenciais depende da disponibilidade de fontes primárias de energia e da estrutura existente para 
transformar essa energia primária em energia elétrica. Além disso, também é importante a gestão tanto da transformação das 
energias disponíveis quanto do sistema elétrico de potência existente para levar a energia elétrica aos centos consumidores.
Assim, podemos dividir os conceitos que envolvem o atendimento às cargas elétricas de nosso país em três grandes tópicos:
• Transformação da energia primária em energia elétrica;
• Transporte da energia elétrica aos centros consumidores;
• Gestão do sistema elétrico de potência (SEP).
Ocorre que todos estes conceitos tem o SEP como um mecanismo essencial ao atendimento às demandas de energia elétrica.
FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA
ESTRUTURA DE UM SEP
A imagem da Figura 1.1 ao lado sintetiza a estrutura geral de um 
SEP. Em suma, Podemos afirmar que o SEP é formado por 
subsistemas de:
Geração de energia elétrica (GEE)
Transmissão de energia elétrica (TEE) 
Distribuição de energia elétrica (DEE)
Cada um deles com sua própria caracteristica e pecualiaridade que, 
juntos, compreendem a formação da maior estrtura já criada pela 
humanidade até os dias atuais.
Tente imaginar um sistema como esse atendendo a cada um dos 
países do mundo que, de acordo com a sua própria geografia e 
características energéticas, demandam cada vez mais energia
elétrica a medida em que se desenvolvem tecnologicamente.
Figura 1.1 – Estrutura básica de um SEP
Fonte: Própria
O SISTEMA DE GERAÇÃO NACIONAL
O BRASIL EM NÚMEROS
BRASIL
Um sistema
elétrico gigante.
A energia elétrica no Brasil apareceu somente a partir do século XIX e limitava-se ao 
atendimento de alguns serviços públicos e de fábricas (GOMES, 2009). No decorrer dos 
anos foi se expandindo tornando-se um item essencial para a manutenção da vida. 
Apesar desse crescimento, as áreas remotas do Brasil continuam em uma situação não 
muito diferente da do início do século XX. 
ESTRUTURA DO SEP BRASILEIRO
Quanto maior um país, maior o desafio de atender eletricamente a toda sua 
população. No caso do Brasil, que é um país de dimensões continentais, sua 
população se concentra basicamente próxima aos grandes centros urbanos, 
podendo se destacar os centros comerciais de São Paulo, Rio de Janeiro, 
Belo Horizonte, Curitiba, entre outros, deixando o restante do país com baixa 
densidade demográfica, conforme pode ser observado no último levantamento 
realizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) na Figura 
1.4 baixo. 
Figura 1.2 – Estrutura do SEP Brasil 1960
Figura 1.3 – Estrutura do SEP Brasil 1970
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
Figura 1.10: Mapa Brasileiro do IBGE que retrata a distribuição espacial 
dos habitantes por quilômetro quadrado
Fonte: BRASIL. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2021
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
ESTRUTURA DO SEP BRASILEIRO
Figura 1.4 – Estrutura do SEP Brasil 1980
Figura 1.5 – Estrutura do SEP Brasil 1990
A região em amarelo na Figura 1.10 representa uma maior densidade 
demográfica de forma que, quanto mais escura for a área, maior é a 
quantidade de habitantes por quilômetro quadrado. 
Em contrapartida, na parte mais branca (maior parcela do país) o número de 
habitantes pode chegar a menos de 1 (um) habitante por quilômetro quadrado, 
conforme pode ser constatado na Figura 1.11 que se segue.
Figura 1.11: Legenda do Mapa de 2010 do IBGE que retrata a densidade 
populacional (hab / km).
Fonte: BRASIL. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2021
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
ESTRUTURA DO SEP BRASILEIRO
A partir da análise das informações apresentadas até aqui, é possível 
perceber a necessidade de políticas públicas diferenciadas em relação a cada 
região do país e em relação à evolução da ocupação territorial ao longo dos 
anos, conforme pode ser constatado na análise das figuras 1.2 até 1.9. 
No Brasil, a discrepância entre localidades pode significar realidades bastante 
diferentes, com características regionais próprias, ou seja, recursos 
energéticos específicos. 
Ao considerar uma região em particular, não atendida pelo SEP nacional 
(SIN), o aluno deve-se perguntar de que forma as comunidades remotas 
estariam sendo abastecidas de energia elétrica. Sendo uma região 
provavelmente diferente da outra em relação aos seus recursos energéticos, 
esse mesmo aluno deve imaginar as inúmeras possibilidades de geração de 
energia elétrica que cada localidade pode vir a ter.
Além das diferenças existentes entre as inúmeras regiões do país, bem como
a possibilidade dessas mesmas regiões estarem sendo ou não atendidas pelo
SIN, há de se considerar as linhas de transmissão existentes como peças
chave nesta questão.
Figura 1.6 – Estrutura do SEP Brasil 2000
Figura 1.7 – Estrutura do SEP Brasil 2010
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
ESTRUTURA DO SEP BRASILEIRO
Conforme explicado anteriormente, e de acordo com as figuras 1.2 a 1.9, desde de 
sua criação inicial o SIN vem se expandido continuamente. Ao olharmos para a Figura
1.9, por exemplo, uma visão de longo prazo, em 2027 estabelece uma forte ligação
em malha entre o Sul do país e o Nordeste. Porém, o Norte ainda se encontra
deficitário.
Somente através do planejamento da expansão da rede de TEE do SEP nacional é 
que os inúmeros atores da gestão dessa rede têm condições de saber de que forma 
cada região será atendida de energia elétrica. Dentre os atores que participam deste
planejamento, por ser esta uma rede integrada e de vasta dimensão, inúmeras
empresas participam da tomada de decisão, entre elas:
• EPE (Empresa de Pesquisa Energética)
• Eletrobrás (Holding)
• Empresas concessionárias e permissionárias de Energia 
Elétrica de cada região envolvida no planejamento
Figura 1.8 – Estrutura do SEP Brasil 2018
Figura 1.9 – Estrutura do SEP Brasil 2027
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
ESTRUTURA DO SEP BRASILEIRO
De acordo com o site eletrônico da Eletrobrás (https://eletrobras.com/pt/Paginas/Planejamento.aspx), de 
acordo com o site eletrônico do ONS (http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/sistemas-isolados) e 
conforme a Lei nº 13.360, de 17 de novembro de 2016, o planejamento, as atividades 
de previsão de carga e planejamento da operação dos Sistemas Isolados,que até 
então eram e​xecutadas pela Eletrobrás, passaram a ser de responsabilidade do 
Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) a partir de 1º de maio de 2017.​
Ainda segundo o ONS, atualmente existem 212 localidades isoladas no Brasil. 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 1.12 – Sistemas Isolados
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
ESTRUTURA DO SEP BRASILEIRO
Além de tudo que foi visto até aqui, pode-se afirmar que o sistema de produção e 
transmissão de eletricidade no Brasil é principalmente hidrotérmico de grande porte. 
Pode-se afirmar também que o nosso país é único, se considerarmos a sua rede 
interligada que abastece todas as regiões do Brasil sendo a Região Norte, conforme 
visto anteriormente, apenas parcialmente coberta. 
A interligação da rede de TEE permite a troca de energia elétrica podendo ser tanto 
entre regiões nacionais quanto através de fronteiras internacionais. Essa troca de
energia entre regiões é muito importante para o Brasil devido a sua grande
extensão e o predomínio de usinas hidrelétricas espalhadas em regiões com
regimes hidrológicos diferentes.
A coordenação e o controle da operação das instalações de geração e transmissão 
de eletricidade no Sistema Interligado Nacional é realizado pelo ONS, sendo a 
fiscalização e a regulação realizada pela Agência Nacional de Energia Elétrica 
(ANEEL).
Figura 1.13 – o SIN
Fonte: adaptado de Eletrobrás (2021)
O SISTEMA DE GERAÇÃO NACIONAL
A estimativa do setor elétrico é que exista uma evolução gradual da capacidade 
instalada no SIN de dezembro de 2021 até dezembro de 2025, conforme pode ser 
observado nas figuras a seguir.
Figura 1.15 – Evolução da capacidade 
instalada no SIN – DEZ21/DEZ25
Fonte: PMO (nov 2021) 
http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/o-sistema-em-
números. Acesso em 27/11/2021
Figura 1.16 – Matriz de energia elétrica 
do SIN – 2021
Fonte: PMO (nov 2021) 
http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/o-sistema-em-
números. Acesso em 27/11/2021
http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/o-sistema-em-números
http://www.ons.org.br/paginas/sobre-o-sin/o-sistema-em-números
CONCEITOS DE ENERGIA
ORIGENS
Primária, Final e 
Útil.
O uso da energia está atrelado a ocorrência de um ou mais processos de transformação 
de energia de uma forma disponível para outra. 
A questão que se impõem é que nem toda energia disponível de ser transformada na 
forma que se deseja é viável, seja do ponto de vista de custo, seja em relação a 
eficiência da transformação, seja considerando restrições de impactos ambientais, etc.
• Energia primária ➔ aquela que é diretamente apropriada da natureza, como o 
petróleo, o carvão, a energia hídrica, a solar e a eólica.
• Energia secundária ➔ aquela que é obtida a partir de uma fonte primária por um 
processo de transformação, por exemplo, a energia elétrica e os derivados do 
petróleo. 
Em função de ter-se várias transformações de energia secundária de forma a melhor se 
adequar as necessidades do seu uso final, pode-se desagregar o conceito de energia 
secundária em energia terciária, energia quaternária, etc.
Figura 1.17 – as transformações energéticas e suas origens
Fonte: adaptado de Reis (2011)
CONCEITOS DE ENERGIA
Energia Final é a energia que chega ao consumidor final.
Energia útil é a energia de que dispõe o consumidor depois da 
última conversão feita nos seus próprios equipamentos. Trata-se da 
energia final (a energia fornecida aos equipamentos) diminuída das 
perdas na conversão. É considerada como aquela energia que é 
transformada no trabalho desejado pelo consumidor (iluminação, 
força motriz, refrigeração, etc.) = Efinal X ŋequip
Eficiência do setor energético é a relação entre a energia final que 
chega ao consumidor e a energia primária necessária para obtê-
la.(???) = Efinal / Eprim
CONCEITOS DE ENERGIA
Energia primária Energia secundária Energia Final
petróleo, carvão, energia elétrica, iluminação 
energia hídrica, derivados petróleo cocção
solar, eólica álcool aquec. amb.
transporte
transporte transporte transporte
centro centro centro transformação
transformação transformação final
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES 
ENERGÉTICAS
FONTES
Convencionais, 
Renováveis, não
renováveis, 
Alternativas e 
Complementares.
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Fontes Convencionais: são as fontes de energia que abastecem a 
sociedade atual, dentro de um contexto sócio/politica e 
técnico/econômica definido para os dias de hoje.
As fontes de energias tornam-se convencionais geralmente a partir 
de: políticas de governo, existência e acesso de matéria prima, 
existencia de tecnologia madura, investimentos amortizados ou 
incorporação de subsídios, criação de mercado (interno ou externo), 
etc.
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Fontes Alternativas: é uma alternativa de geração de energia, 
através de fontes não-convencionais. Pode-se considerar também 
como sendo uma fonte atrelada a um uso alternativo de energia (por 
exemplo, eletricidade gerada por uma placa fotovoltaica x eletricidade 
da rede ).
Fontes não Renováveis: estoque finito, que acabará num 
determinado tempo.
Fontes Renováveis: são resultantes de um fluxo contínuo, estoque 
reposto. Dependendo da forma de utilização pode ser considerado 
infinito.
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
• Concentração geográfica
• Reservas renováveis ou não
• Disponibilidade de acesso
• Tamanho das cadeias de transformação até o uso final
• Nível de utilização de tecnologias (consolidadas ou não) 
• Fator de capacidade
• Nível de intermitência
• Escala de produção
• Participação numa determinada matriz energética 
• Forma de uso (centralizado ou não centralizado)
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Por exemplo, as Fontes Alternativas segundo suas 
características física pode-se constatar que:
• não estão concentradas geograficamente
• são renováveis
• advêm de fontes primarias e abundantes (solar, eólica, biomassa)
• possuem cadeias de transformação até o uso final, mais curta 
que as convencionais
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
• possuem baixo fator de capacidade;
• são intermitentes (solar fotovoltaica, solar térmica e eólica)
• não são produzidas em grande escala (?) 
e
• pequena participação da matriz energética.
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Fontes Convencionais segundo consolidação na matriz 
energética brasileira (ver Figura 1.6):
• Convencional de natureza fóssil - carvão, petróleo e gás 
natural
• Convencional de natureza não fóssil - nuclear, 
hidroeletricidade (de grande porte) e etanol
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Segundo natureza tecnológica
• Nível de utilização de tecnologias maduras ou não (que não são 
consideradas o “mainstream” da área de energia, geralmente em 
estagio de desenvolvimento). Por exemplo, as fontes fósseis 
evoluíram do carvão (simbolizado pela Revolução Industrial), 
para o petróleo e a hidroeletricidade (que tiveram ascensão no 
inicio do século XX) e o GN e nuclear em meados do século XX. 
Segundo lógica de distribuição
• lógica de distribuição adequada à geração elétrica centralizada 
ou descentralizada.
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Segundo características de natureza econômica
• Possuem maior ou menor viabilidade econômica, principalmente 
em função da lógica do tamanho de cadeia produtiva e ou da 
forma de geração, centralizada ou não;
•Apesar das convencionais possuírem cadeias produtivas mais 
extensas que as alternativas elas são mais competitivas (ampla 
infraestrutura implantada e amortizada, estímulos 
governamentais etc.).
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Fontes Primária de Energia
Petróleo Eólica
Gás Natural Marés
Carvão Ondas
Lenha Térmica dos Oceanos
Outras Fontes Fósseis Biomassa (manejo)
(Xisto, Turfa etc) Cana (bagaço)
Urânio Arroz (casca)
Metano Lenha (cavaco)
Geotérmica Oleaginosas
Solar Resíduos orgânicos
Hidráulica
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Combustíveis fósseis: carvão, petróleo e gás
• Síntese (decomposição) dos materiais orgânicos que constituem a 
biomassa e cuja decomposição há milhões de anos deu origem aos 
combustíveis fósseis;
• A energia é geralmente liberada através da reação do oxigênio com o 
carbono e o hidrogênio (combustão).
Combustíveis nucleares
• Materiais constituídos de certos átomos com núcleos, pesados, com 
possibilidade de fissionar-se sob certas condições (fissão nuclear) ou de 
átomos de núcleos leves com possibilidade de fundir-se (fusão).
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Energia hidráulica
• Formada pelo ciclo de evaporação - condensação da água, causado 
pela energia solar e da força de atração gravitacional da terra (energia 
potencial) sobre os corpos na sua vizinhança.
Energia solar
• Originada da fusão termonuclear de elementos leves no sol e 
transportada a terra sob forma de radiação eletromagnética.
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Energia eólica
• Originada do deslocamento do ar (ventos) na atmosfera 
próxima à superfície da terra, devido a diferenças de 
pressão provocadas pelo aquecimento diferenciado pela 
energia solar e pelo movimento da rotação da terra
Energia de biomassa
• Originada através de fotossíntese (vegetais). 
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Energia geotérmica
• Originada da alta temperatura do núcleo da terra de onde provém o 
magma dos vulcões, as fontes de águas quentes naturais.
• Esta energia é alimentada pela desintegração radioativa de núcleos 
atômicos instáveis no interior da terra e ela pode ser considerada 
renovável, como as demais no sentido de que o seu uso não implica 
consumir um estoque que ser conservaria se não o consumíssemos.
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES ENERGÉTICAS
Energia dos oceanos (quatro tipos)
• Das marés, provocada pelo movimento de revolução da lua em torno 
da terra, atraindo através da gravidade a massa de água dos oceanos 
e arrastando-a, fazendo variar a altura do mar, que pode ser usada 
próxima das costas para represar as águas,
• Da variação das alturas entre as marés, idem acima, utilizando-se 
da oscilação de volume de água
• Das ondas, provocada por efeitos combinados de movimentos do 
mar e dos ventos que se atritam com a superfície dos oceanos,
• Devido à diferença de temperatura entre a água da superfície 
aquecida pela energia solar e as águas mais profundas dos oceanos.
FLUXOS ENERGÉTICOS
CENTROS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
Construindo
Fluxos de 
Energia
As atividades econômicas são fundamentadas no uso dos recursos naturais, através de 
transformações de matéria prima e o emprego de energia, capital e trabalho.
A energia é transformada nas diferentes etapas de produção, distribuição e 
consumo.
Extração e ou Captação (obtenção) 
Transformação
Transporte
TECNOLOGIAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
Extração
Transformação
Transporte
TECNOLOGIAS DE USO DE ENERGIA
FLUXOS ENERGÉTICOS
Equipamentos (Tecnologias) utilizadas no Setor 
Energético
Equipamentos são dispositivos de extração, captação, 
transformação, transporte ou utilização da energia, por exemplo:
• extração - unidades industriais como poços de petróleo, 
escavadeiras de mineração
• transformação - refinaria, destilaria, reator nuclear, motores, etc.
• transporte - rede de energia elétrica, dutos de óleos/gás, 
caminhões, etc.
• uso final - ar condicionado, fogão, geladeira, televisor, etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
CONSTRUINDO FLUXOS DE ENERGIA
COLUNAS:
Centros de Extração, 
Características principais das Fontes 
primárias, Centros de Transformação 
ou de 1ª, 2ª, 3ª, ... , 
Tecnologias Empregadas, 
Centros de Transporte, 
Setores da Economia e 
Centros de Usos Finais
LINHAS:
Fontes Primárias
Fontes Secundárias, Terciárias, etc.
Figura 1.18 – estrutura dos fluxos de energia no balanço energético nacional
Fonte: própria
FLUXOS ENERGÉTICOS
Figura 1.19 – estrutura dos fluxos de energia no balanço energético nacional
Fonte: própria
COLUNAS:
Centros de Extração, 
Características principais das 
Fontes primárias, Centros de 
Transformação ou de 1ª, 2ª, 3ª, 
... , 
Tecnologias Empregadas, 
Centros de Transporte, 
Setores da Economia 
e 
Centros de Usos Finais
LINHAS:
Fontes Primárias
Fontes Secundárias,
Terciárias, etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Figura 1.19 – estrutura dos fluxos de energia no balanço energético nacional
Fonte: própria
COLUNAS:
Centros de Extração, 
Características principais das 
Fontes primárias, Centros de 
Transformação ou de 1ª, 2ª, 3ª, 
... , 
Tecnologias Empregadas, 
Centros de Transporte, 
Setores da Economia 
e 
Centros de Usos Finais
LINHAS:
Fontes Primárias
Fontes Secundárias,
Terciárias, etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Figura 1.19 – estrutura dos fluxos de energia no balanço energético nacional
Fonte: própria
COLUNAS:
Centros de Extração, 
Características principais das 
Fontes primárias, Centros de 
Transformação ou de 1ª, 2ª, 3ª, 
... , 
Tecnologias Empregadas, 
Centros de Transporte, 
Setores da Economia 
e 
Centros de Usos Finais
LINHAS:
Fontes Primárias
Fontes Secundárias,
Terciárias, etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Figura 1.19 – estrutura dos fluxos de energia no balanço energético nacional
Fonte: própria
COLUNAS:
Centros de Extração, 
Características principais das 
Fontes primárias, Centros de 
Transformação ou de 1ª, 2ª, 3ª, 
... , 
Tecnologias Empregadas, 
Centros de Transporte, 
Setores da Economia 
e 
Centros de Usos Finais
LINHAS:
Fontes Primárias
Fontes Secundárias,
Terciárias, etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Figura 1.19 – estrutura dos fluxos de energia no balanço energético nacional
Fonte: própria
COLUNAS:
Centros de Extração, 
Características principais das 
Fontes primárias, Centros de 
Transformação ou de 1ª, 2ª, 3ª, 
... , 
Tecnologias Empregadas, 
Centros de Transporte, 
Setores da Economia 
e 
Centros de Usos Finais
LINHAS:
Fontes Primárias
Fontes Secundárias,
Terciárias, etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
OBJETIVOS DE USO DOS FLUXOS 
ENERGÉTICOS
Os interesses voltados para o uso dos fluxos energéticos podem ser 
explicitados por contabilidades:
• Físico/Energética : quantidade, valor calórico, eficiência, etc.
• Sócio/Economica : custo, preço, geração de impostos, geração de empregos, 
geração de impacto na cadeia produtiva, geração de divisas, etc.
• Ambiental : emissão de gases que geram o efeito estufa, poluição do meio 
(flora, fauna, rios e mares), degradação do solo, etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise
Por exemplo, ao se comparar fontes alternativas com fontes 
convencionais, deve-se considerar não somente aspectos 
econômicos, mas também:
• Ambientais
• Tecnológicos
• Políticos
• Sociais (logísticos, estruturais e fiscais)
• Sustentabilidade de longo prazo, vantagens na diversificação da 
matriz energética, etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise – Ótica dos diferentes grupos sociais
• Ecológica - a natureza e a sociedade são interdependentes e estão 
intrinsecamente relacionadas e, portanto não podem ser consideradas em 
separado; 
• Econômica - a questão ambiental acarreta num conflito permanente entre a 
lógica da natureza com seus ecossistemas e a lógica do mercado com seus 
propósitos de lucro; 
• Social – enfoca as discussões em torno do nivel de pobreza convivendo com o 
processo de concentração de riqueza, às concentrações urbanas, em 
detrimento ao esvaziamento das áreasrurais;
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise – Ótica dos diferentes grupos sociais
• Ambiental – relacionada aos potenciais impactos da ação do homem no seu 
meio ambiental;
• Conhecimento científico e tecnológico - que gera riqueza, ou da sua falta que 
empobrece cada vez mais as nações sem perspectivas de desenvolvimento;
• Democrática - que vêem como fundamental, a questão da participação da 
sociedade civil nos rumos do desenvolvimento sustentável.
Econômica, 
Ambiental, 
Social, 
Tecnológica e,
Política
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise – Ótica dos diferentes grupos sociais
Econômica
Abrange a atividade econômica e a criação de mecanismos para novos sistemas 
produtivos, de forma integrada, estendendo-se a base local, visando o 
desenvolvimento. 
Estimulo a diversidade e a complementaridade de atividades econômicas, gerar 
uma cadeia de iniciativas de modo que a agricultura, a indústria, o comércio e 
setor de serviços suscitem melhorias nas condições de vida para todos os 
sistemas envolvidos, quer sejam sociais ou naturais.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise – Ótica dos diferentes grupos sociais
Ambiental
Engloba a gestão integrada dos recursos naturais, tais como a preservação do 
meio-ambiente, o reuso de materiais e/ou reciclagem, a redução de desperdício e 
conservação dos recursos e o manejo sustentável dos recursos. 
Os meios de produção consideram esta dimensão a fim de garantir condições de 
desenvolvimento de forma sustentável para as próximas gerações.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise – Ótica dos diferentes grupos sociais
Social
Inclui às questões sociais, ligadas a promoção, construção, preservação dos 
direitos fundamentais do ser humano, tais como, hospital, escola, moradia, 
infraestrutura e trabalho. Inserção social através de geração de emprego e renda.
Inclui ainda, a promoção da desconcentração de atividades econômicas do centro 
urbano, a ampliação a infraestrutura e o atendimento às necessidades básicas da 
população nas áreas rurais, o fomento aos empreendimentos que utilize como 
insumos a produção local e seus subprodutos.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise – Ótica dos diferentes grupos sociais
Tecnológica
Compreende os incentivos ao desenvolvimento de tecnologias, seja através de 
subsídios ou renúncias fiscais, seja através de financiamentos públicos ou 
privados (parcerias), promovendo o intercâmbio e a cooperação técnica e 
investindo no desenvolvimento de recursos humanos.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise – Ótica dos diferentes grupos sociais
Política
Envolve as decisões de políticas públicas com participação efetiva da sociedade 
civil, permitindo uma análise mais apurada da economia e da realidade social, 
provendo condições para a participação da sociedade nos empreendimentos que 
visem um desenvolvimento mais sustentável. 
FLUXOS ENERGÉTICOS
Dimensões de analise
Alguns parâmetros ligados as dimensões:
• Ambiental: emissões de gases de efeito estufa, uso de combustíveis fósseis, 
geração de passivos ambientais e impactos ambientais na implantação e 
operação de projetos. 
• Social, a geração de empregos e renda e as mudanças na qualidade de vida e 
convívio social das pessoas impactadas pelos projetos. 
• Técnico, eficiências (produção e conversão). 
FLUXOS ENERGÉTICOS
Principais informações sobre energia, 
sociedade e economia, bem como os principais 
indicadores utilizados em análises energéticas 
e comparação das emissões de CO2.
Oferta e Demanda de Energia por Fonte: apresenta, para as principais fontes 
energéticas, a contabilização de seus fluxos (oferta, transformação e consumo)
Consumo de Energia por Setor: apresenta a consolidação dos dados para cada 
setor consumidor
FLUXOS ENERGÉTICOS
Comércio Externo de Energia: traz os dados das 
importações e exportações de energia e da dependência 
externa de energia
Recursos e Reservas Energéticas: contempla os 
principais dados dos recursos e reservas das fontes 
primárias de energia
Energia e Socioeconômicos: apresenta os principais 
parâmetros da atividade econômica e sua correlação com 
a estrutura energética do país
FLUXOS ENERGÉTICOS
Cadeias Energéticas: representa os principais fluxos 
energéticos do país, sob a forma de cadeias dos produtos de maior 
relevância
Balanços Consolidados: apresenta as matrizes 
energéticas do país, para anos selecionados
Estrutura dos Fluxos de Energia 
Energia Primária
Transformação
Energia Secundária
Consumo Final
FLUXOS ENERGÉTICOS
Energia Primária
A etapa da Energia Primária compreende os fluxos de 
produção, importação e exportação de fontes primárias, 
além das variações de estoques, não aproveitamentos e 
reinjeção e perdas (excluindo as perdas associadas à 
distribuição ou armazenagem dos insumos). 
As fontes primárias de energia são os produtos providos 
pela natureza na sua forma direta, como o petróleo, gás 
natural, carvão mineral, energia hidráulica, resíduos 
vegetais e animais, energia solar, eólica etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Transformação
A etapa da Transformação compreende os fluxos em que 
fontes primárias de energia são convertidas em fontes 
secundárias de energia e, também, fontes secundárias de 
energia são convertidas em outras fontes secundárias de 
energia. 
Esta etapa agrupa os centros de transformação onde toda 
a energia que entra (primária e/ou secundária) se 
transforma em uma ou mais formas de energia 
secundária, com suas correspondentes perdas de 
transformação e variações de estoques.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Transformação
Os centros de transformação são refinarias de petróleo, 
plantas de gás natural, usinas de gaseificação, coquerias, 
ciclo de combustível nuclear, centrais elétricas de serviço 
público e autoprodutoras, carvoarias e destilarias, entre 
outras. 
São também computadas nessa etapa eventuais efluentes 
energéticos produzidos pela indústria química, quando do 
processamento de nafta, outros produtos não energéticos 
de petróleo e derivados de carvão mineral.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Energia Secundária
A etapa da Energia Secundária compreende:
• os fluxos de todas as fontes secundárias de energia;
• produtos energéticos resultantes do processamento 
nos diferentes centros de transformação, 
• importações, exportações, perdas e não 
aproveitamentos, que têm como destino os diversos 
setores de consumo e, eventualmente, outros 
centros de transformação. 
FLUXOS ENERGÉTICOS
FONTES SECUNDÁRIAS DE ENERGIA
As fontes secundárias de energia são: óleo diesel, óleo combustível, 
gasolina (automotiva e de aviação), GLP, nafta (petroquímica e combustível), 
querosene (iluminante e de aviação), gás natural, gás manufaturado, coque de 
carvão mineral, urânio contido no UO2, eletricidade, carvão vegetal, álcool etílico 
(anidro e hidratado), outras secundárias de petróleo (gás de refinaria e outros 
derivados de petróleo) e, outras secundárias de carvão mineral (gás de coqueria, 
gás de aciaria, gás de alto forno e alcatrão), entre outras. 
Os produtos não energéticos de petróleo, embora contabilizados como fontes 
secundárias de energia, têm significativo conteúdo energético, mas são utilizados 
para outros fins, tais como graxas, lubrificantes, parafinas, asfaltos, solventes etc.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Consumo Final
A etapa do Consumo Final compreende os fluxos de todas as fontes 
primárias e secundárias de energia que se encontram disponíveis 
para serem diretamente consumidas pelos diferentes setores de 
atividade socio econômica do país, atendendo necessidades dos 
diferentes usos, como calor, força motriz, iluminação, etc; 
configurando o consumo final de energia, incluídos o consumo final 
energético e o consumo final não energético. 
Não inclui nenhuma quantidade de energia que seja utilizada como 
matéria-prima para produção de outra forma de energia.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Conceitos de Operações Básicas
Oferta Interna de Energia
A OfertaInterna de Energia é a quantidade de energia que se 
disponibiliza para ser transformada e para o consumo final. 
Expressa, portanto, a energia antes dos processos de transformação 
e de distribuição.
Seu cálculo é o resultado de operações dos fluxos energéticos do 
balanço que compreende, em termos gerais, o resultado da soma da 
produção, da importação e das variações de estoque, subtraído da 
exportação, não aproveitamento e reinjeção de energia.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Conceitos de Operações Básicas
Oferta Interna de Energia
Esta operação se realiza com coerência para todas as fontes 
primárias e secundárias de energia, resultando na oferta interna de 
energia do país, e também entre cada uma das fontes primárias de 
energia e suas secundárias derivadas, resultando na oferta interna 
de energia relativa a cada um dos agregados.
A menos de ajustes estatísticos, a diferença entre a Oferta Interna 
de Energia e o Consumo Final corresponde à soma das perdas na 
distribuição e armazenagem com as perdas nos processos de 
transformação.
FLUXOS ENERGÉTICOS
Referências, Unidades e Fatores de Conversão
Hidroeletricidade
A contabilização das diferentes formas de energia, com as suas 
diferentes unidades comerciais, e sua consolidação em um Balanço 
Energético se viabiliza através da utilização de fatores de conversão, 
que levam em consideração o conteúdo energético de cada fonte, 
tendo como referência a capacidade de liberação de calor, em 
calorias, de cada combustível, quando da sua combustão completa 
(conceito de poder calorífico).
FLUXOS ENERGÉTICOS
Referências, Unidades e Fatores de Conversão
Hidroeletricidade e a Eletricidade no BEN
O critério utilizado para a conversão da Energia Elétrica e Geração 
Hidráulica para contabilização em tep (tonelada equivalente de petróleo) 
é a base teórica do primeiro princípio da termodinâmica, onde 1 kWh 
= 860 kcal (OBS: BEP = Barril Equivalente de Petróleo). 
Relações de Unidades
Exponenciais Equivalências Relações práticas
(k) quilo = 10x3 1 m3 = 6,28981 barris 1 ano = 365 dias
(M) mega = 10x6 1 barril = 0,158987 m3 1 ano = 365 dias
(G) giga = 10x9 1 joule (j)= 0,239 cal 1 tep ano = 7,2 bep ano
(T) tera = 10x12 1 BTU = 252 cal 1 bep ano = 0,14tep ano
(P) peta = 10x15 1 m3 = 0,879 t 1 tep ano = 0,02 bep dia
(E) exa = 10x18 1 tep = 10.000 Mcal 1 bep dia = 50 tep ano
BIBLIOGRAFIA 
BRASIL. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE): 2021, Sinopse do Censo Demográfico 2010. 
Disponível em: http://www.censo2010.ibge.gov.br/sinopse/index.php?uf=33&dados=1. Acesso em: 30 set. 2021.
ELETROBRÁS/Ministérios de Minas e Energia. Evolução da Transmissão – Rede Básica. Diretoria da 
Transmissão. Planejamento da Transmissão. Disponível em: https://eletrobras.com/pt/Paginas/Sistema-
Eletrico-Brasileiro.aspx. Acesso em: 27 nov. 2021.
ELETROBRÁS/Ministérios de Minas e Energia. Mapa do Sistema Elétrico Brasileiro Configuração 2027. 
Disponível em: https://eletrobras.com/pt/Paginas/Sistema-Eletrico-Brasileiro.aspx. Acesso em: 27 nov. 2021.
GOMES, J.P.P.; VIEIRA, M.M.F. O campo da energia elétrica no Brasil de 1880 a 2002. Revista de 
administração Pública. Rio de Janeiro. vol.43 no.2. Mar./Abr. 2009. Disponível em: 
https://doi.org/10.1590/S0034-76122009000200002. Acesso em: 27 nov. 2021.
REIS, Lineu Belico dos. Geração de energia elétrica. 2ª ed. rev. e atual. Barueri, SP : Manole, 2011.
TÓPICOS 
ESPECIAIS EM 
ENERGIAS 
RENOVÁVEIS
https://doi.org/10.1590/S0034-76122009000200002
BIBLIOGRAFIA 
HINRICHS, Roger A. - Energia e Meio Ambiente (Editora Thomson). 2003.
LEITE, Antônio Dias – A Energia do Brasil (Editora Campus). 2007.
LORA, Electo Eduardo Silva – Geração Distribuída (Editora Interciência). 2006.
SERRA, Eduardo T. – Células à Combustível: Uma Alternativa para Geração de Energia e sua Inserção no 
Mercado Brasileiro (CEPEL).
TOLMASQUIM, Maurício Tiomno. – Geração de Energia Elétrica no Brasil (Editora Interciência). 2005.
TÓPICOS 
ESPECIAIS EM 
ENERGIAS 
RENOVÁVEIS
OBRIGADO