Aula12 energia

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Profs. Monica Pertel & Diego Luiz 
Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Centro Tecnologia - Escola Politécnica 
Departamento de Recursos Hídricos e Meio Ambiente 
EEH – 210 Engenharia e Meio Ambiente 
22 e 24 de novembro de 2016 
O que seria ambientalmente 
 mais adequado ??? 
•A Análise do Ciclo de Vida surgiu na década de 60 e foi 
impulsionada pela crise do petróleo da década de 70. A 
metodologia de ACV é regulamentada pelas normas ISO 
14040 e 14044. 
 
• Balanço de massa e energia, levando em conta os 
impactos ao longo de todo ciclo de vida: 
 -Extração das matérias-primas; 
 -Manufatura, transporte e distribuição; 
 -Uso; 
 -Destinação final (...) 
 
• Do berço ao túmulo (ou ao berço); 
 
É uma das ferramentas mais modernas de gestão ambiental 
estratégica, informações importantes para a tomada de 
decisão  Melhorar desempenho ambiental de processos, 
produtos e serviços 
 
 Para comparar o desempenho ambiental de dois 
produtos distintos, é necessário de uma métrica única 
 unidade funcional 
 
 Unidade funcional: Desempenho quantificado de um 
sistema de produto para uso como uma unidade de 
referência num estudo de avaliação do ciclo de vida. 
 
 Exemplo: Embalagens  disponibilização de 1000 
litros de bebida aos consumidores 
Gerar 1 MWh 
 
 
 Usina hidrelétrica ou nuclear? 
 Álcool ou biodiesel? 
 (...) 
 
(...) 
 Sociedades primitivas  fogo e próprio homem; 
 
 Revolução industrial  roda d’água, máquina a 
vapor, motores e combustíveis fósseis, 
eletricidade. 
 
 Lenha  carvão  combustíveis líquidos 
Mais energia é 
sempre 
melhor? 
Para quem? 
Impactos 
ambientais 
Impactos 
econômicos 
Nova 
Geração 
Maior 
Eficiência 
vs 
 EPE responsável pelos estudos prévios (AAI, EIA ...) 
 
 ANEEL responsável pelo leilão, sendo que consórcio 
vencedor já tem a segurança da LP e já sabe as 
condicionantes que seu lance deve contemplar. 
 Proveniente de fontes disponíveis na natureza e 
que são produzidas continuamente em decorrência 
da energia absorvida pelo sol, a qual, para efeitos 
da Humanidade, é inesgotável. 
 
 Proveniente de fontes disponíveis na natureza, cuja 
formação se deu em longos intervalos de tempo 
(eras geológicas), de modo que os materiais não 
podem ser repostos com a mesma velocidade de 
consumo. 
 
 
 
 Trabalho em condições sub-
humanas; 
 Geração de resíduos 
extremamente poluidores, como a 
vinhaça; 
 Monocultura, uso intensivo de 
fertilizantes e de agrotóxicos; 
 Redução da biodiversidade pelo 
desmatamento e desequilíbrio 
ecológico; 
 Liberação de CO2, HAPs, ... 
De onde vem a 
eletricidade? 
Fonte: MME, 2015 
(dados de 2014) 
Fonte: MME, 2015 
(dados de 2014) 
 Eficiência energética é fundamental ! 
Fonte: MME, 2015 
(dados de 2014) 
 Substituta a uma fonte tradicional (renovável 
ou não), em geral, sem garantia de produção 
permanente, mas que pode e deve ser usada 
quando disponível. 
 
 
 Existe energia de fato limpa (zero impacto)? 
 Qual o tipo de impacto analisado? Qual a 
comunidade atingida? 
 Energia Alternativa ou energia renovável 
pressupõem ausência/redução de impactos 
ambientais negativos ? 
 Energia elétrica proveniente do conjunto de obras e 
equipamentos, através de aproveitamento do 
potencial hidráulico existente num rio. 
 
 
Potência= f (Q, H) 
 Prover geração com alta confiabilidade, a partir de 
uma tecnologia consolidada; 
 Baixos custos operacionais; 
 Alta eficiência energética e extensa vida útil; 
 Fonte renovável capaz de produção em grande escala; 
 Capacidade de “estocar energia”; 
 ... 
 
 Perda de habitats por alagamento de áreas; 
 Deslocamento da populações residentes; 
 Processo migratório provocado pelo início e término da 
construção; 
 Alteração nos cursos dos rios; 
 Balanço sedimentar; 
 Reprodução de espécies; 
 Mudança nos processos naturais da fauna e flora 
(eutrofização, estratificação); 
 Sensível ao regime de chuvas e mudanças climáticas; 
 Emissão de Gases de Efeito Estufa – GEE; 
 ... 
 
 
 
 
 Diminuição do reservatório: 
 - Diminuição dos impactos ambientais 
 - Diminuição da regularização das vazões 
(segurança energética) 
 
UHE com reservatório de regularização 
vs 
 UHE a fio d’água 
Fonte: Bandeira et al., 2016 - IX PIANC-COPEDEC 
 Contribuição atual de carga de sedimentos na foz do rio 
S. Fco de ~ 3.8x106 ton/ano = ~10% da carga de 
sedimentos afluente a Sobradinho; 
 
 Principais consequências na foz da retenção de 
sedimentos nos reservatórios: 
i) Redução (mais de 90%) da população de peixes no 
estuário, devido à redução de sedimentos finos (MO e 
nutrientes); 
ii) Erosão na foz do rio S. Fco. 
 
 
Fonte: Bandeira et al., 2016 - IX PIANC-COPEDEC 
Fonte: Bandeira et al., 2016 - IX PIANC-COPEDEC 
 Do ponto de vista do reservatório: 
 
 - Diminuição de volume útil; 
 - Emissões atmosféricas; 
 - Elevação de custos operacionais. 
 Águas ricas em nutrientes (despejos sanitários e 
industriais); 
 Proliferação de macrófitas no reservatório  
redução de volume útil e problemas na captação; 
 Altos custos de O&M  >R$ 1.650.000/ano 
 51.000 m³ de macrófitas removidas/ano 
 
Pior UHE brasileira: 
Elevada relação 
área alagada/MW 
 Energia elétrica proveniente do aproveitamento da 
energia cinética das massas de ar (vento), através de 
aerogeradores. 
 
 
Potência= 
f (área,velocidade3) 
 Geração elétrica sem emissão de GEE e efluentes; 
 Não modificam as características dos locais onde são 
instaladas; 
 Possibilita usos múltiplos do solo; 
 Diminuição da necessidade de energias tradicionais 
(renováveis ou fosseis); 
 Custos de produção em queda; 
 ... 
 
 Geração intermitente (dependente do 
vento); 
 Supressão vegetal (pequena); 
 Soterramento de dunas e áreas 
alagadas; 
 Impactos na avifauna e quiropterofauna 
(sobretudo em rotas migratórias); 
 Impactos visuais na região; 
 Ruídos; 
 Efeito de sombreamento; 
 Interferências eletromagnéticas 
 ... 
 
 
 
 A energia elétrica proveniente da radiação solar, 
convertida através de sistemas fotovoltaicos ou 
termossolares de geração. 
 
 
 
 
Fotovoltaica vs Termossolar 
 
 Fotovoltáica: conversão direta da energia solar em 
energia elétrica através da incidência de radiação sobre 
materiais semicondutores de uma célula fotovoltaica. 
No efeito fotovoltaico os fótons são convertidos em 
energia elétrica através da criação de uma ddp 
 
 
 Geração elétrica sem emissão de GEE e efluentes; 
 Geração distribuída: possibilita geração próxima à 
fonte de consumo reduzindo perdas por transmissão 
elétrica; 
 Utiliza radiação direta e difusa; 
 Custos de produção em queda (ainda mais elevados 
em relação a eólica); 
 
 
 
 Geração intermitente (dependente do sol); 
 Necessita de grandes áreas quando possuem 
arranjo de usina (~1,0 ha/MWp); 
 Impactos significativos na produção dos módulos 
fotovoltaicos (mineração de terras raras e alto 
consumo energético); 
 
 
 
 
 
 Conversão da energia solar em energia elétrica 
através de heliostatos que concentram a radiação 
direta e aquecem um fluido de trabalho e geram 
energia em um ciclo Rankine. 
 
 
 
 
 Geração elétrica sem emissão de GEE; 
 Possibilita armazenamento de energia para 
geração em períodos sem radiação; 
 Equipamentos relativamente simples; 
 
 
 
 
 
 Geração intermitente,caso não possua 
armazenamento; 
 Necessita de grandes áreas; 
 Depende unicamente da radiação direta; 
 As áreas com melhores radiações e área disponível 
são distantes dos centros de consumo (ex: 
Desertos); 
 
 
 
 
 
 
 
Geotérmica 
Maré 
Ondas 
Resíduos 
Biomassa 
Gradiente de 
salinidade 
(...) 
 Em geral, backup por 
trás: 
 
 - UHE (com reservatório) 
 - UTE (gás, óleo, carvão, 
nuclear ...) 
 Diversificar as fontes; 
 Gerações 
complementares; 
 Eficiência energética; 
 Interligação dos 
sistemas; 
 Geração 
descentralizada; 
 smart grids 
 ... 
Dúvidas?!