Aula 2 Recursos energéticos

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Planejamento Energético
Aula 2: Recursos energéticos
Apresentação
Você sabe qual a importância da energia no processo de desenvolvimento de uma nação?
Nesta aula, compreenderemos como a energia é gerada e como suas diversas formas de utilização são determinantes
para garantir às gerações atuais e futuras inúmeras possibilidades de aproveitamento dos recursos energéticos.
Pensaremos na construção de alternativas consistentes para conciliar as necessidades de energia e desenvolvimento de
novas tecnologias com a melhoria da qualidade de vida da população, sem deixar de lado, é claro, a preservação do meio
ambiente.
Aqui, abordaremos uma conceituação de energia em suas formas primária, secundária, �nal e útil, a noção de fontes
renováveis e não renováveis, a descrição das principais cadeias energéticas e qual o objetivo do plano decenal de
expansão das fontes energéticas.
Objetivos
Reconhecer a importância dos recursos energéticos para a humanidade;
Distinguir energia renovável e não renovável;
Descrever o plano decenal de expansão das fontes energéticas.
 (Fonte: PopTika / Shutterstock)
A energia
A energia é um insumo básico utilizado em todas as atividades da sociedade desde a Antiguidade.
Como resultado de sua transformação, temos muitos bens e serviços, que, inclusive, podem substituir o trabalho humano.
Segundo Radovic (2005), a energia pode ser considerada uma propriedade da matéria que pode se converter em calor,
trabalho ou radiação.
É importante você notar que ela é obtida por meio de diversas fontes e sob diferentes formas:
Mecânica Química
Nuclear Eletromagnética
Térmica Elétrica
Exemplo
Imagine uma reação eletroquímica que ocorre em uma pilha comum. Esta energia é liberada sob a forma de corrente elétrica.
Vamos aprofundar algumas delas?
Energia mecânica
A energia mecânica é o somatório da energia cinética e da
energia potencial.
Lembre-se de que a energia cinética está associada ao
movimento. O êmbolo de um motor de combustão, por
exemplo, possui energia cinética.
Em relação à energia potencial, a mesma está associada à
localização em que um corpo se encontra, como, por
exemplo, a energia potencial existente em um peso preso a
uma mola deformada.
 Energia mecânica. (Fonte: VectorMine / Shutterstock)
 (Fonte: Richard Semik / Shutterstock)
Energia térmica
A energia térmica surge devido ao movimento caótico dos
átomos e moléculas de um gás ou de qualquer corpo
aquecido. Pode se originar também de uma reação química.
Como você já deve saber, a energia eletromagnética está
relacionada às ondas eletromagnéticas. Esta energia, por
exemplo, é uma parte da energia proveniente do Sol que
atinge a Terra.
Energia nuclear
A energia nuclear se origina a partir da coesão ou divisão
dos prótons e nêutrons dentro dos núcleos atômicos.
Como exemplo temos as reações nucleares como a fusão,
que ocorre na superfície do Sol, e a �ssão, usada nos
reatores nucleares.
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 (Fonte: chuyuss / Shutterstock)
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 (Fonte: Lumppini / Shutterstock)
Energia elétrica
Esta tem a ver diretamente com o movimento dos elétrons
e, possui, frente às anteriores, maior facilidade em ser
transformada em trabalho útil. Por isso, produz altos
rendimentos associados à conversão.
Dessa forma, sua utilização é ampla em muitas das nossas
atividades diárias. Sendo cada vez maior a variedade de
equipamentos elétricos disponíveis e potentes.
Acredita-se que todas as formas existentes de energia são oriundas
de apenas três tipos de interações: de natureza gravitacional,
eletromagnética e nuclear.
Tipos de energia
Para a utilização de energia são necessárias transformações ou conversões de uma forma de energia em outra.
Energia primária
Caso consideremos a forma direta, ou seja, como é provida pela natureza, temos a energia primária.
Exemplo
Veja exemplos das principais fontes de energia primária:
Petróleo;
Hidrelétricas;
Carvão mineral;
Gás natural;
Minério de urânio;
Resíduos animais e vegetais;
Energia solar;
Energia eólica.
A maioria da energia oriunda desses tipos de fonte não pode ser
consumida diretamente, por isso logo é transformada em outra forma
de energia.
Energia secundária
Como resultado dos seus diversos tipos de transformações da energia primária temos a energia secundária, que possui como
destino os diferentes setores de consumo, mas pode ser também outro centro de transformação.
"Logo, a energia �nal é a energia exatamente como é
recebida pelo usuário nos diferentes setores, podendo ser na
forma primária ou na forma secundária. Ou seja, representa
sua forma comercializada, que se for convertida para atender
a demanda do mercado, é chamada de energia útil, como
exemplo: calor, força motriz, etc."
(JANUZZI, 1997)
 (Fonte: Mascha Tace / Shutterstock)
Fontes de energia
Fontes renováveis
Sabemos que, em nosso planeta, existem inúmeras fontes de energia disponíveis para utilização do ser humano.
Algumas formas de energia podem ser repostas em períodos relativamente curtos ou não chegam à exaustão mesmo sendo
usadas pelo homem. São chamadas de fontes renováveis.
Exemplo
Temos o álcool proveniente da cana-de-açúcar, que pode ser obtido continuamente, desde que haja utilização racional do solo,
ou seja, sem degradação.
A energia elétrica obtida por geração hídrica que também pode ser considerada uma forma renovável de energia, pois seu uso
não implica no esgotamento de água; a energia obtida a partir de células fotovoltaicas; a energia das marés e a energia eólica.
Fontes não renováveis
"Podemos lembrar também de algumas formas de energia,
cujas reposições naturais podem levar períodos de tempo
muito elevados e suas reposições arti�ciais são
impraticáveis."
(JANUZZI, 1997)
São conhecidas como fonte de energia não renovável e sua produção ocorre sob condições bastante especí�cas, em
processos naturais que levam milhares de anos.
A utilização desses materiais com �ns energéticos, devido a sua elevada demanda, em algum momento implicará na exaustão
dos mesmos.
Exemplo
Combustíveis fósseis:
Petróleo;
Gás natural;
Carvão mineral.
 (Fonte: Panacea Doll / Shutterstock)
Mudanças na matriz energética mundial
Devido ao aquecimento global, no Brasil e no mundo, houve signi�cativas mudanças na matriz energética mundial, que
atualmente está baseada no consumo de fontes de energia não renováveis e renováveis, como vimos.
Contudo, fontes alternativas estão sendo cada vez mais implantadas
e procuradas a �m de renovar a matriz energética.
É importante perceber que não são apenas as fontes alternativas que terão um importante papel no futuro, mas também os
processos alternativos em transformação e uso e o encadeamento de conceitos e tecnologias.
Fontes e tecnologias alternativas, em geral, são aplicáveis em menor escala, seguindo propostas da chamada geração
distribuída, realizada próxima ao local de consumo.
A geração distribuída é um caminho para as redes
inteligentes, que, por sua vez, têm, como um dos pilares o
veículo elétrico, que representa a modi�cação no processo
de mobilidade, pelo uso de uma tecnologia que, em seu
balanço global, demonstra maior aproveitamento
energético.
 (Fonte: vrx / Shutterstock)
Note que a e�ciência energética é maior do que apenas este conceito. É
possível também aplicá-la a fontes e processos tradicionais. Tudo isso leva
à busca e à realização de uma matriz energética futura possível e
sustentável.
Resumindo: fontes, processos, transformações e usos constituem as alternativas energéticas indicadas na Figura 1.
 Figura 1: Alternativas energéticas (CEMIG, 2012).
O encaminhamento futuro da energia depende de inúmeros fatores, o que torna a questão energética bastante ampla e
complexa.
A solução não se trata de uma única ação, mas um conjunto de ações por parte de governos,academias, empresas e
sociedade em geral.
Villalva e Gazoli (2012) a�rmam que as tradicionais fontes de energia ainda constituem a base mundial da geração de
eletricidade – como as grandes usinas hidrelétricas, termelétricas a carvão e petróleo e usinas nucleares. Entretanto, tem-se
observado a participação crescente de fontes alternativas de eletricidade em muitos países.
Exemplo
Pequenas centrais hidrelétricas;
Geradores eólicos;
Sistemas solares térmicos;
Sistemas fotovoltaicos;
Termelétricas;
Microturbinas alimentadas a biogás, oriundo da decomposição de resíduos sólidos urbanos.
O conceito de energia alternativa não é exclusivo das fontes renováveis.
Entretanto, a maior parte dos sistemas alternativos de geração de
eletricidade emprega fontes renováveis.
Embora ainda tímidas e com participação muito reduzida na matriz energética mundial, o uso das fontes alternativas vem
crescendo em todo o planeta.
Em diversos países, apesar de suprirem apenas uma fração da demanda de eletricidade, essas fontes já são consideradas
maduras e ocupam importante espaço nas políticas públicas e nos investimentos privados.
Os custos das fontes alternativas de energia estão caindo com o aumento da escala de utilização e o preço da energia elétrica
por elas gerada em muitos países já se equipara ao das energias produzidas pelas fontes tradicionais.
 (Fonte: Robert Lucian Crusitu / Shutterstock)
Exemplo
Um exemplo disso é a energia eólica que vem aumentando no Brasil.
Além de todas as vantagens citadas, a utilização de fontes alternativas motiva o desenvolvimento tecnológico e traz benefícios
econômicos indiretos.
Normalmente, as vantagens econômicas das fontes de energia são analisadas apenas sob a ótica do custo da energia elétrica
produzida. Entretanto, existem ganhos associados quando se utilizam fontes alternativas.
Relação entre as diversas fontes de energias
As energias atualmente empregadas no mundo são:
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HIDRELÉTRICA SOLAR
EÓLICA
OCEÂNICA GEOTÉRMICA
BIOGÁS
Analise a �gura 2 e perceba a relação entre as diversas fontes de energias existentes:
 Figura 2: Principais fontes energéticas (CEMIG, 2012). (Fonte: //migre.me/i3GwV)
Cadeia energética
Trata-se de um �uxo de energia a partir da produção de energia primária até a sua comercialização.
Dentro da cadeia energética, existem alguns processos de conversão de uma forma de energia em outra.
Para entender melhor seu funcionamento, veja o �uxograma geral de uma cadeia energética:
Veja também um modelo de �uxograma de processo para utilização �nal de energia:
Agora observe um exemplo de cadeia energética para o carvão mineral:
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 (Fonte: Empresa de Pesquisa energética (EPE)
 Cadeia energética do carvão mineral. (Fonte: aurielaki / Shutterstock)
Plano Decenal de Expansão de Energia Elétrica (PDEE)
De acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o Plano Decenal de Expansão de Energia é um documento
informativo para toda a sociedade, a respeito das perspectivas de expansão, no período de 10 anos, do setor energético
nacional.
Esse plano permite que as incertezas dos agentes na elaboração do planejamento estratégico sejam reduzidas por meio do
fornecimento de uma referência para a expansão setorial, assim como de indicadores, como, por exemplo, a evolução das
tarifas, demandas industriais etc.
Logo, é por meio do PDEE que se determinam as estratégias de
implementação de projetos que atendam a previsão de consumo de energia
elétrica, tendo a preocupação de minimizar a soma dos custos de
investimentos e de operação e atendendo a restrições de con�abilidade no
suprimento ao mercado consumidor.
Nesse projeto, pode-se incluir as unidades geradoras, projetos de e�ciência energética e linhas de transmissão.
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Saiba mais
Con�ra os Planos Decenais já elaborados.
Atividade
1. (IFS) Marque a alternativa que indica as principais fontes ou tipos de energias renováveis.
a) Petróleo, biomassa, eólica e solar.
b) Gás natural, petróleo, nuclear e hidroelétrica.
c) Biomassa, eólica, petróleo e gás natural.
d) Eólica, hidroelétrica, solar e biomassa.
e) Hidroelétrica, solar, petróleo e gás natural.
2. (Adaptada de UFSC) A questão energética assume, nos dias atuais, enorme importância, pois o aumento do consumo
energético coloca em xeque as fontes esgotáveis e poluidoras. O uso de novas fontes requer que estas sejam capazes de
substituir as atuais fontes primárias e, ao mesmo tempo, sejam limpas ou menos poluidoras.
Analise as sentenças abaixo e depois marque verdadeiro ou falso:
a) A energia eólica ganha importância em diversas partes do território brasileiro, mas ainda não é capaz de substituir, plenamente, as atuais
fontes primárias.
b) A biomassa é uma fonte energética alternativa que já era utilizada antes da Revolução Industrial.
c) Em um futuro próximo, deve-se combinar diversas fontes de energia, combinação que deverá levar em consideração as condições
naturais de cada espaço geográ�co.
d) Tendo em vista o impacto ambiental, no Brasil, as usinas hidrelétricas estão sendo substituídas gradativamente pelas termelétricas.
e) A questão energética no Brasil não se reduz apenas ao potencial e à diversi�cação de sua produção, mas também à problemática
ambiental que esta provoca.
3. (CESGRANRIO-2014)
O plano de expansão do sistema elétrico está ligado à necessidade do atendimento à demanda. Na relação dessa expansão
com o consumidor, observa-se que:
Verdadeiro
Falso
Verdadeiro
Falso
Verdadeiro
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a) A expansão do parque gerador é suficiente para o atendimento do consumidor.
b) A geração distribuída tem tido participação relevante no setor residencial devido à geração fotovoltaica em residências conectadas ao
sistema elétrico.
c) As modalidades de tarifação permitem ter um controle do consumo do setor residencial.
d) O crescimento atual do consumo de energia elétrica residencial está diretamente associado ao maior poder de compra do consumidor.
e) O crescimento do consumo de energia elétrica do setor comercial está associado, entre outros motivos, ao maior poder de compra do
consumidor.
4. (CESGRANRIO-2014)
Após um período de tempo, veri�cou-se que a elasticidade do consumo de energia foi maior do que a unidade.
Diante dessa constatação, veri�ca-se que a(o):
a) Eficiência do setor elétrico teve crescimento maior do que o da economia.
b) Taxa de crescimento do consumo de energia é superior à da economia.
c) Produtividade energética foi incrementada.
d) Oferta de energia elétrica foi incrementada.
e) Consumo de energia foi incrementado.
5. (CESGRANRIO-2014)
Para o planejamento da expansão de geração elétrica, é necessário um estudo sistêmico de geração e transmissão de energia.
No Brasil, particularmente, veri�ca-se que:
a) O aumento das precipitações pluviométricas provoca grandes alterações no nível dos reservatórios de acumulação, dificultando o
controle das cheias.
b) O aumento da participação das usinas a “fio d’água”, em relação às com reservatórios de acumulação, não altera o despacho térmico
para o atendimento das exigências sazonais da carga.
c) Os reservatórios de acumulação não se constituem em uma solução técnica para o Brasil, no sentido de se ter reserva de energia.
d) Um investimento em transmissão de energia é necessário para que a complementariedade de recursos hídricos entre as regiões se
constitua em uma vantagem.
e) As usinas com reservatórios de acumulação comprometem a atividade pesqueira.
Notas
Prótons e nêutrons 1
“O interessante é que, mesmo utilizando muito pouca matéria prima, podem liberar uma quantidade de energia, por unidade de
massa, muito superior à liberada em outras transformações.”
(JANUZZI, 1997)
Referências
BRASIL. CEMIG. Companhia Energética de Minas Gerais. Redes Inteligentes na Cemig - Projeto Cidades do Futuro. Disponível
em: //www.cemig.com.br/pt-
br/A_Cemig_e_o_Futuro/sustentabilidade/nossos_programas/Redes_Inteligentes/Paginas/as_redes_inteligentes_na_cemig.aspx.javascript:void(0);
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Acesso em: 16 abril 2019.
BRASIL. IEMA. Instituto de Energia e Meio Ambiente. O futuro da matriz elétrica brasileira: em busca de novos caminhos. São
Paulo: IEMA, 2016. Disponível em: https://iema-site-staging.s3.amazonaws.com/IEMA-informe-02.pdf. Acesso em 16 abril
2019.
JANUÁRIO, Alexandra Cristina Vidal. O mercado de energia elétrica de fontes incentivadas: proposta para sua expansão e
implicações na câmara de comercialização de energia elétrica. Dissertação (Mestrado) – Curso de Engenharia Elétrica, Escola
Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo, 2007. Disponível em:
//www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde25062007-164745/pt-br.php. Acesso em: 16 abril 2019.
JANUZZI, G.M.; SWISHER, J.N.P. Planejamento Integrado de Recursos Energéticos – Meio Ambiente, Conservação de energia
e Fontes Renováveis. Campinas: Editora Autores Associados, 1997.
RADOVIC, L. R. Energy and Fuels in Society. Disponível em: https://www.ems.psu.edu/~radovic/Radovic.html. Acesso em: 16
abril 2019.
VILLALVA, M.; GAZOLI, J. Energia solar fotovoltaica: conceitos e aplicações. São Paulo: Erica, 2012.
Próxima aula
Identi�cação das Políticas Energéticas Brasileiras;
Prospecção da Matriz Energética;
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