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How to cite this paperAn. 5. Enc. Energ. Meio Rural 2004
As perspectivas da cogeração como mecanismo de implementação do uso racional e eficiente de energia, nos setores industrial, residencial e comercial para a próxima década
Liodoro de MelloI; Adilson Francisco dos SantosII ; Sergio Ricardo DomingosII
IMestrando / UNIFEI. Universidade Federal de Itajubá / UNIFEI, Grupo de Estudos Energéticos-GEE, Av. BPS, 1303- Bairro Pinheirinho, Itajubá(MG). CEP-37500.903.E-mail: mellostopa@pop.com.br
IIMestrando / UNIFEI. Universidade Federal de Itajubá / UNIFEI, Grupo de Estudos Energéticos-GEE, Av. BPS, 1303- Bairro Pinheirinho, Itajubá(MG). CEP-37500.903
RESUMO
O presente trabalho analisa as vantagens da utilização da cogeração "produção combinada de eletricidade e calor útil" ", e sua correlação com o uso racional e eficiente de energia no Brasil nos sistemas: industrial, residencial e comercial".
Na medida de adoções de novas políticas energéticas o sistema proposto apresenta vantagens comparativas em relação a outras fontes renováveis ou não de energia. Objetiva melhorar o fator capacidade e minimizar os desperdícios, especificamente nos usos finais.
A crise de abastecimento que assolou o país em 2001 serve como alerta para todos os agentes do setor elétrico. A sociedade obrigada a adotar procedimentos de utilização e reutilização da energia consumida, sob pena de sanções, desde a aplicação de multas, até a interrupção do fornecimento entra em uma nova fase, por sua, vez o tema uso racional e eficiente de energia assume papel extremamente importante e determinante da política de administração dos escassos insumos energéticos.
Com base nestes dados surge a cogeração, como alternativa real e viável, que consegue conjugar o uso eficiente da energia com vantagens ambientais, tecnológicas e, sobretudo, econômicas contribuindo com o planejamento energético.
Palavras-Chave: Cogeração, energia, setor, industrial, residencial, comercial, década, perspectivas, mecanismo, implementação, uso, eficiente, racional.
ABSTRACT
The present work analyzes the advantages of the use of the cogeracion combined "production of electricity and useful heat" ", and his/her correlation with the rational and efficient use of energy in Brazil in the systems: industrial, residential and commercial."
In the measure of adoptions of new energy politics the proposed system presents comparative advantages in relation to other renewable sources or not of energy. Lens to improve the factor capacity and to minimize the wastes, specifically in the final uses.
The crisis of provisioning that devastated the country in 2001 serves as alert for all of the agents of the electric section. The society forced to adopt use procedures and to reuse of the consumed energy, under penalty of sanctions, from the application of fines, until the interruption of the supply she enters in a new phase, for yours, time the theme rational and efficient use of energy assumes extremely important and decisive paper of the politics of administration of the scarce energy inputs.
With base in these data the cogeracion appears, as real and viable alternative, that it gets to conjugate the efficient use of the energy with advantages environmental, technological and, above all, economical contributing with the energy planning
1 - Introdução
A energia tem uma posição estratégica na sociedade, podendo ser considerada como insumo primordial à realização de praticamente todas as atividades humanas e contribuir essencialmente para o desenvolvimento econômico. Dessa forma é extremamente importante a apresentação de estudos e projetos de implantação e ampliação dos sistemas energéticos visando melhor adequar os mecanismos agregados de planificação energética. Pois segundo (Teixeira, 1997), "Da mesma forma, os estímulos e a conscientização para aumento da eficiência na utilização pode ser considerada como uma fonte energética à medida que o uso mais racional permite o aumento da oferta de energia ou a diminuição de seu consumo, resultando na minimização dos custos dos serviços energéticos para o consumidor final e para o setor elétrico propriamente dito".
Os sistemas de cogeração como aqueles em que se faz, simultaneamente, e, de maneira seqüenciada a geração de energia elétrica ou mecânica e energia térmica (calor de processo e/ou frio), a partir da queima de um combustível tal como: petróleo, gás natural, carvão ou a biomassa segundo (Nogueira, 1996) "produzir trabalho e calor úteis, reduz as perdas energéticas e permite abastecer ambas as demandas com quase o mesmo consumo de combustível. É nessa racionalidade termodinâmica que se baseiam todas as vantagens da cogeração, já que níveis mais altos de eficiência implicam em reduzir o consumo de combustível e todos os demais custos associados, inclusive o custo ambiental".
Nota-se claramente que o uso adequado da energia garante inúmeros benefícios, ou seja: prolongamento da vida das reservas naturais existentes, postergação da implantação de novos empreendimentos, minimizando desta forma os impactos ambientais causados pela interferência do homem no meio natural. Pois bem, se a cogeração responde por 30% da matriz energética das economias desenvolvidas, notadamente, América do Norte, Europa Ocidental e Ásia, certamente poderá também contribuir com a matriz energética brasileira, diversificando-a e aumentando a confiabilidade do sistema interligado nacional.
Com o desenvolvimento da cogeração nos setores industrial e residencial conseqüentemente se estará promovendo o uso racional e eficiente de energia e disponibilizando para os demais setores da economia a energia não utilizável evitando novas inversões de capital em grandes empreendimentos.1
Este trabalho irá utilizar como dados principais àqueles referentes ao consumo do setor residencial e industrial, antes e depois da crise. Sugere a implementação da cogeração de maneira mais agressiva e pretende mostrar, também, os ganhos auferidos com este processo haja vista, que em determinados segmentos industriais a cogeração já vem se destacando e contribuindo de um lado com a planta industrial e do outro com o sistema interligado.
2 - Panorama Energético Brasileiro
O país criou sua ancora energética baseada numa matriz essencialmente de origem hidráulica, onde sua participação em 2003 correspondeu a 82,86%, com capacidade instalada de 94.026 MW.
De acordo com dados do próprio Operador Nacional do Sistema (NOS) em 2001 a capacidade instalada ficou em 74.876 MW, mostrando que houve um crescimento substancial na oferta. No entanto, neste mesmo ano o país enfrentou uma crise violenta de oferta de energia, onde todos os setores da economia foram obrigados a se adequar à nova conjuntura, ou seja, administrar a escassez.
Fazendo uma retrospectiva ao início da década de 90, precisamente com a vigência do Plano Real houve um aumento do consumo interno de energia precisamente no setor residencial em função da provisória estabilidade da economia. Já em 1995 este aumento no setor residencial representou 13,66%, em contrapartida, o acréscimo na oferta de 5%, não acompanhou este índice de crescimento.
Este novo panorama de consumo foi determinado pelo aquecimento do setor de eletrodomésticos. A economia estabilizada com taxas de juros relativamente atrativas deslocou a curva de demanda do setor contribuindo negativamente com o sistema elétrico nacional, tendo em vista que o mesmo não estava preparado para receber tamanho incremento de demanda, equivalente a aproximadamente 7GWh a mais somente no período.
A seguir, quadro demonstrativo da evolução do consumo de energia e paralelamente os dados de aquisição dos eletrodomésticos que impulsionaram o aumento do consumo, contribuindo ainda mais para o desequilíbrio do sistema elétrico nacional.
Analisando os dados do quadro acima, percebe-se que a curva de elasticidade do consumo sofreu um deslocamento positivo no ano de 1997 atingindo mais de 25%, ou seja, neste ano o consumo residencial respondeu por um quarto de toda energia gerada no país.
Como o desperdício em tal setor é bastante significativo percebe-se que no período supra mencionado ocorreu uma explosão no consumo de energia e que mesmo com o programa de combate ao desperdício de energia do governo federal (PROCEL-ELETROBRÁS) funcionando, acabou por não evitar a crise. Pois os usos finais de energia no setor residencial acabam por privilegiar a eletrotermia, característica não verificada nas economias mais desenvolvidas.
O quadro abaixo mostra a evolução do desempenho da indústria brasileira de eletroeletrônicos no período áureo do Plano Real, que antecedeu e contribuiu decisivamente para o agravamento do desequilíbrio entre oferta e demanda de energia, acarretando assim a adoção por parte do governo de medidas restritivas ao uso do sistema.
Percebe-se que os aparelhos citados provocaram aumento de consumo de energia, justificando assim os dados contidos no quadro nº 1. Estes equipamentos, por si só, consumiram algumas dezenas de kW, significando ao final de cada mês um acréscimo substancial no fator de capacidade do sistema.
Tais aparelhos são considerados portáteis tendo uma utilização quase que generalizada em todas as camadas sociais, às vezes considerados bens de consumo essencial e primário para as unidades familiares. Em relação aos aparelhos não portáteis sua influência no consumo global é mais destacável em função de que os mesmos são mais intensivos no consumo final. Nota-se que com a estabilização da economia o aquecimento das vendas foi visível em termos de mercado interno.
O destaque a ser dado ao quadro nº 4, é no sentido de que ocorreu aumento nas vendas industriais e com influência direta no consumo final, uma vez que ao se substituir um televisor preto e branco por outro em cores, os aparelhos antigos ou mesmo aqueles substituídos não são destruídos, pelo contrário vão continuar sendo utilizados e consumindo energia nas classes mais inferiores, provocando uma aumento da demanda do sistema, agora sim, com equipamentos provavelmente em razoável para péssimo estado de conservação, principalmente por estarem consumindo níveis maiores de energia.
Fazendo uma análise dos quadros acima, pode-se concluir que a estabilidade impulsionou o consumo de eletrodomésticos que acarretou um incremento na demanda por energia nos setores industria, residencial e comercial. Pois se ocorre um aumento nas vendas industriais sinal de que as máquinas terão que funcionar mais por dia objetivando atender aos pedidos dos clientes. Conseqüentemente o sistema elétrico nacional será mais exigido no sentido de atender satisfatoriamente à nova demanda.
A seguir será apresentada a evolução do consumo de energia nos diversos setores da economia, dando ênfase aos setores industrial, residencial e comercial tendo em vista que respondem pelos maiores percentuais de consumo respectivamente. Conforme dados (quadro 5), do PROCEL/ELETROBRÁS.
O quadro acima vem reforçar a tese de que no período de 1994/2000 a economia brasileira experimentou uma fase extremamente positiva, onde em termos relativos o setor residencial teve um desempenho de (49,21%), o industrial de (12,36%) e o comercial de (64,22%).
Pode-se perceber que dos setores analisados o industrial apresentou o menor desempenho, fato explicado em função de o mesmo já adotar medidas que visem o uso mais eficiente de energia. Pois apesar deste setor gozar de alguns privilégios em termos de tarifa de fornecimento, no final acaba tendo uma fatura alta. E neste sentido busca mecanismos e atitudes de redução dos custos e sem dúvidas a fatura de energia participa substancialmente na formação dos custos finais.
O setor industrial apresenta numa primeira análise os maiores potenciais em termos de aplicação da cogeração principalmente nos segmentos de papel e celulose, químico, petroquímico, cerâmico, cimento, aço, siderúrgico e sucroalcooleiro. Em termos de Brasil já se têm experiências positivas na aplicação desta tecnologia mesmo que de maneira incipiente.
No setor comercial podem-se citar algumas experiências bem sucedidas principalmente no segmento de Shopping Centers, Hotéis e Condomínios e começando a surgir também nos Campus Universitários e grandes hospitais.2
No entanto o setor residencial ainda não conheceu as vantagens oferecidas pela cogeração, mas começa aparecer no final do túnel a oportunidade de implementação de tal tecnologia neste segmento principalmente nas áreas dos grandes e médios condomínios residenciais e hotéis, onde se verificam consumos expressivos de energia para atendimento das demandas tanto elétricas quanto das outras utilidades.
O gráfico a seguir mostra de maneira sintética os dados de consumo em termos relativos e por setor, desta forma evidencia o peso dos setores em estudo neste trabalho, que responde por 84% da demanda energética do Brasil. Este dado vem reforçar ainda mais a oportunidade de implementação da cogeração, que contribuirá extraordinariamente para com a eficiência do sistema interligado nacional3.
Logo após a crise de abastecimento de energia, o consumo ficou nos mesmos patamares verificados nos períodos que a antecederam, porém mais em função dos valores das tarifas que alcançaram, digam-se de passagem, valores esses bem elevados do que o resultado de uma demanda reprimida ocasionada pelo desligamento de inúmeros aparelhos eletroeletrônicos.
4 - Considerações Finais.
Os agentes envolvidos com o setor elétrico nacional têm procurado nos últimos anos, buscar soluções factíveis para ampliar a oferta de energia e conseqüentemente diversificar a matriz energética. Na conjuntura atual para atendimento da demanda é necessário um incremento aproximado de 3% a 5% na capacidade instalada, que tem hoje a seguinte composição:
Com base nas informações disponibilizadas nos quadros (nºs 6, 7) vê-se que a produção interna do país não consegue atender à demanda. Então, imagine se a economia nacional a partir de medidas macroeconômicas mais positivistas, apresente um panorama global de crescimento tendendo ao desenvolvimento. Neste caso é provável que o risco de um novo racionamento não esteja descartado.
Para complementar a energia demandada os agentes do setor elétrico tem que recorrer ao mercado externo e importar energia de países vizinhos, como ocorre atualmente com o Paraguai, nosso parceiro no empreendimento da usina de Itaipu convencionado em contrato de relacionamento comercial de negócios com o excedente energético gerado.
5 - Conclusões.
Percebe-se que os agentes do setor elétrico brasileiro, tendem a se sensibilizar para o equacionamento dos problemas energéticos, somente nos momentos de crises. É preciso que haja mudanças de paradigmas, e como uma das perspectivas deste trabalho é mesmo que de maneira tímida iniciar a discussão deste tema sob a ótica dos dados apresentados.
A introdução da cogeração nos setores industrial, residencial e comercial irá proporcionar grandes benefícios ao sistema interligado nacional. Provocando desta forma um deslocamento de energia de um setor para outro. Em termos de legislação houve um avanço com vistas a tentar diversificar a matriz energética brasileira.
Pode-se citar a Lei nº 10.438/2002, que instituiu o Programa de Incentivo as Fontes Alternativas de Energia-PROINFA. Esta lei tem por objetivo incentivar o mercado de energia a buscar novos caminhos, e o próprio governo assegurar a comercialização. Todavia a única crítica que se faz a tal ordenamento legal é por ter perdido a oportunidade impar de incluir a cogeração neste novo momento histórico4.
É necessário que se comece a ver a cogeração não como uma inimiga das concessionárias, mas sim como aliada, principalmente naqueles horários em que o sistema é mais exigido. Pois sabendo que os setores, industrial, residencial e comercial respondem por 84% do consumo total da energia disponibilizada e é nestes mesmos setores que acabam ocorrendo os desperdícios em maior ou menor grau.
Pois com a implementação deste processo útil de energia mecânica, elétrica e calor "cogeração" acabam os subsídios e os segmentos passam a ser os gerenciadores do negócio, o que por si só irá provocar uma mudança de postura de todos os agentes envolvidos no grande negócio que se transformou a energia. Propõe-se, portanto a realização de estudos e debates objetivando ponderar as vantagens e desvantagens comparativas do uso e implementação deste processo, nos três setores da atividade econômica brasileira.
Agradecimentos
Aos professores da Unifei, que sempre acreditaram, ao grupo de pesquisa energética GEE razão deste trabalho e a "Deus" pela oportunidade de vida.
6 - Referências
Nota Introdutória
A seqüência de entrada dos trabalhos citados na bibliografia é determinada pela ordem alfabética dos sobrenomes dos autores e os anos de publicação (entre parênteses). No caso de informações eletrônicas o destaque vai para a data do acesso conforme segue:
[1]- TEIXEIRA, Flávio Teixeira., "Seleção de Ciclos e Configurações de Sistemas de Cogeração". Dissertação de Mestrado, (1997).EFEI-Itajubá
[2]- NOGUEIRA, Luiz Augusto Horta, "Cogeração: Uma Introdução", brochura, (1996) EFEI, Itajubá.
[3]- Internet, http: //www.Aneel.gov.br - data do acesso:24/05/2004
[4]- Internet, http: //www.eletrobrás.gov.br - data do acesso: 24/05/2004
[5]- Internet, http: //www.fiec.org.br/ações/informações/evolucaooferta.htm - data do acesso: 24/05/2004
[6]- Internet, http: //www.geocities.yahoo.com.br/sousaraujo/matriz_energetica.html - data do acesso: 24/05/2004
[7]- Internet, http: //www.inee.com.br - data do acesso: 24/05/2004
[8]- Internet, http: //www.mme.gov.br - data do acesso: 24/05/2004
[9]- Internet, http: //www.ons.gov.br - data do acesso: 24/05/2004
[10]- Anais do VIII Congresso Brasileiro de Energia.1999. - data do acesso: 24/05/2004
Temática: tecnologia apropriada, novas tecnologias, conservação e uso eficiente de energia
Co-Autores: Jamil Haddad. - Professor Dr / UNIFEI. Universidade Federal de Itajubá / UNIFEI, Grupo de Estudos Energéticos-GEE, Av. BPS, 1303- Bairro Pinheirinho, Itajubá(MG). CEP-37500.903
1 "Cogeração busca exatamente emprestar este fluxo de calor em algum processo industrial ou rede de calefação para aquecimento de residências edifícios, que utilize calor em níveis de temperatura não muito elevados. O calor rejeitado nos ciclos de potência também pode ser empregado para geração de frio, mediante os ciclos de absorção. Neste caso as vantagens são evidentes, porém é preciso ter usuários de calor ou frio próximos da planta térmica” NOGUEIRA, Luiz Augusto Horta. " Cogeração uma Introdução""papers" 1996-EFEI,
2 "Na análise de viabilidade econômica, compara-se o custo operacional da baseline (sem cogeração) com os das alternativas de cogeração. O custo operacional menor destas alternativas é que amortiza os maiores investimentos no sistema de cogeração” POOLE, Alam Douglas e POOLE, Jaqueline do Nascimento, Potencial e Viabilidade da Cogeração em Shopping Centers no Brasil, Revista Eletricidade Moderna nº 314 Maio 2002 ".
3 Segundo NOGUEIRA, Luiz Augusto Horta. "Cogeração uma Introdução” "papers” 1996-EFEI, eficiência energética trata-se do critério convencional, que atribui idêntico valor à energia eletromecânica e a energia térmica, não considerando a proporção entre elas. Tal critério é pouco recomendável como um indicador de aperfeiçoamento de um sistema de cogeração, pois mesmo nas situações de muito baixa eficiência na produção de eletricidade, a utilização das perdas de calor resulta em um alto valor para este indicador. ".
4 "Anterior a esta data pode-se citar: " Motivado pelas novas condições do mercado energético mundial no período após o embargo de 1973 e com o agravamento da dependência do fornecimento de combustível, um marco na legislação americana para a expansão da cogeração foi promulgação, em 1978, do PURPA, Public Utilities Regulatory Policy Act" NOGUEIRA, Luiz Augusto Horta. " Cogeração uma Introdução""papers" 1996-EFEI",