Usinas Termelétricas

USINA TERMELÉTRICA

1 Definição

Consiste em uma instalação industrial cuja geração de energia elétrica se dá pela captação da energia liberada na combustão de algum tipo de combustível, renovável ou não renovável. Existem variados tipos de usinas termelétricas, que são classificadas em função do material que é utilizado como combustível. Geralmente esse material é a biomassa, carvão mineral, gás natural, óleo diesel, óleo combustível ou até reatores nucleares – esse último tipo também é denominado como usina termonuclear.

CARVÃO MINERAL

1.1 Informações gerais

O carvão é uma variada mistura de hidrocarbonetos, formada pela sedimentação de resíduos orgânicos durante milhões de anos, sob condições especificas de temperatura e pressão. De acordo com o Atlas da Energia Elétrica do Brasil (ANEEL), esse combustível fóssil é classificado segundo sua qualidade em: turfa, de baixo conteúdo carbonífero (teor de carbono na ordem de 45%); o linhito, cujo índice varia de 60% a 75%; o carvão betuminoso (hulha) contém cerca de 75% a 85% de carbono e o antracito, o mais puro dos carvões, com conteúdo carbonífero superior a 90%.

O carvão, como fonte de energia, foi aplicado para movimentar as máquinas e foi um dos pilares da Primeira Revolução Industrial, iniciada na Inglaterra no século XVIII. No fim do século XIX, o vapor foi aproveitado na produção de energia elétrica. Com o desenvolvimento dos motores a explosão, porém, o carvão perdeu espaço na matriz energética mundial para o petróleo e o gás natural – só voltando a despertar novamente interesse na década de 70, com a crise do petróleo, e se mantém em alta até hoje.

Apesar dos graves impactos sobre o meio ambiente, o carvão ainda é uma importante fonte de energia no cenário global. Segundo o Balanço Energético Nacional (2003), o carvão é responsável por cerca de 7,9% de todo o consumo mundial de energia e de 39,1% de toda a energia elétrica gerada. As razões para isso são devido à abundância de reservas que estão geograficamente espalhadas no planeta e ao desenvolvimento de tecnologias limpas de carvão (clean coal technologies).

Além da oferta farta e pulverizada, o comportamento dos preços é outra vantagem competitiva. As cotações do petróleo e derivados têm se caracterizado pela tendência de alta e extrema volatilidade. No caso da commodity carvão, entretanto, registraram movimentos suaves ao longo dos últimos dez anos, ingressando em um ciclo de baixa em 2005, conforme o gráfico a seguir

Preço da tonelada de carvão nos Estados Unidos em US$ nos últimos anos

A principal restrição à utilização do carvão é o forte impacto socioambiental provocado em todas as etapas do processo de produção e também no consumo. Para que o carvão mantenha sua importância na geração de energia elétrica, principalmente nos países em desenvolvimento, são necessários avanços visando atender às seguintes condições: i) reduzir os impactos ambientais (emissão de gases poluentes); ii) melhorar a eficiência de conversão; iii) aumentar sua competitividade comercial.

1.2 Reservas, produção e consumo no mundo

Segundo o International Energy Outlook 2005 (EIA/DOE, 2005), o carvão é o combustível fóssil mais abundante no mundo, com reservas da ordem de 1 trilhão de toneladas – suficiente para suprir o consumo nos atuais moldes por aproximadamente 200 anos. Além disso, as reservas de carvão apresentam uma distribuição geográfica no mundo mais equitativa, ao contrário do que ocorre com o petróleo e o gás natural.

75 países possuem reservas expressivas e a maioria destas encontram-se em três países: Estados Unidos (28,6%), Rússia (18,5%) e China (13,5%).

A figura representa as nove maiores reservas do mundo.

Atualmente, a China lidera a produção mundial de carvão, estimulada pelo ciclo de acentuado desenvolvimento econômico e também tornou-se a maior consumidora do minério. Em 2007, a China produziu 1.289,6 milhões de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep) enquanto consumiu 1.311,4 Mtep. A figura a seguir mostra a distribuição do consumo mundial de carvão mineral, medida em tonelada equivalente de petróleo (tep)

As reservas brasileiras ocupam o 10° lugar no ranking mundial, mas totalizam 7 bilhões de toneladas, menos de 1% das reservas totais. A Associação Brasileira do Carvão Mineral (ABCM) calcula que as reservas conhecidas poderiam gerar hoje 17 mil megawatts (MW). Do volume, o Rio Grande do Sul tem 89,25%; Santa Catarina, 10,41%; Paraná, 0,32% e São Paulo, 0,02%.

Porém, o uso energético do carvão mineral ainda é muito pequeno, de acordo com o Balanço Energético Nacional (2003). Representa apenas 6,6% da matriz energética brasileira. Essa tímida participação do carvão deve-se tanto às características das reservas do mineral no país, cujo minério é de baixa qualidade do ponto de vista energético e possui elevado teor de impurezas

De acordo com dados do Ministério de Minas e Energia, no período de outubro de 2013 a setembro de 2014, verificou-se redução da participação de usinas térmicas na matriz de produção de energia elétrica em reação ao mês anterior, de 30,8% para 29,0%.

Em razão da grande disponibilidade de energia hidráulica e da baixa competitividade econômica do carvão nacional, seu uso para geração de energia elétrica tem sido limitado. Esse cenário não significa, contudo, que se possa excluir o carvão mineral como fonte de energia relevante nos próximos anos, seja dentro de uma perspectiva mundial, seja como parte da estratégia doméstica para atender à expansão da demanda de energia. Para isso, espera-se que o desenvolvimento de tecnologias de remoção de impurezas e de combustão eficiente proporcione maiores índices de aproveitamento desse recurso.

A oferta dessas tecnologias que permitem o uso de carvões mais pobres e oferecem a possibilidade da “queima limpa” – respeitando as premissas sustentáveis; a alta de preço de seus principais concorrentes, gás natural e petróleo; dificuldades no aproveitamento dos recursos hidrelétricos, em caso de redução no índice

...