An. 5. Enc. Energ. Meio Rural 2004

 

Situação da geração elétrica através de sistemas híbridos no estado do pará e perspectivas frente à universalização da energia elétrica

 

 

Claudomiro Fábio de Oliveira Barbosa; João Tavares Pinho; Edinaldo José da Silva Pereira; Marcos André Barros Galhardo; Silvio Bispo do Vale; Wilson Monteiro de Albuquerque Maranhão

Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), Universidade Federal do Pará (UFPA). Caixa Postal 8605, Ag. Núcleo Universitário, CEP: 66075-900, Belém-PA-Brasil E-mail: gedae@ufpa.br

 

 

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RESUMO

Este trabalho apresenta uma análise dos sistemas híbridos de geração de eletricidade instalados no Estado do Pará, dando ênfase ao perfil das localidades abastecidas, às tecnologias de conversão nas diversas configurações utilizadas para obtenção de energia elétrica, aos impactos sociais, econômicos e ambientais proporcionados por tais sistemas, à gestão e sustentabilidade dos mesmos, e às suas perspectivas frente à universalização da energia elétrica no Brasil.

Palavras-Chave: Energias Renováveis, Sistemas Híbridos, Gestão de Sistemas de Pequeno Porte, Sustentabilidade, Universalização da Energia Elétrica.

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ABSTRACT

This work presents an analysis of the hybrid systems for electricity generation installed in the State of Pará, emphasizing the profile of the supplied localities, the conversion technologies in the several configurations used for electric power generation, the social, economic and environmental impacts caused by such systems, the management and sustainability of the systems, and their perspectives in face of the global supply of electric power in Brazil.

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1 - Introdução

O Estado do Pará, com sua extensão territorial de aproximadamente 1.250.000 km² (14,5% do território nacional), é o segundo maior do Brasil. Atualmente, sua população é constituída por cerca de 6.200.000 habitantes, os quais estão distribuídos nas áreas urbana e rural por cerca de 4.129.000 (66,6%) e 2.071.000 (33,4%), respectivamente (IBGE, 2004). Do total dessa população, aproximadamente 21% não são contemplados com o fornecimento de energia elétrica (ANEEL, 2004), sendo que a grande maioria desse percentual representa a população residente na área rural, principalmente nas áreas isoladas, as quais, fazendo-se uma alusão à crise energética de 2001, vivem hoje em um "eterno apagão".

O não abastecimento dessas áreas deve-se às características intrínsecas do próprio meio rural (pequenas vilas dispersas e isoladas, baixa densidade demográfica e de renda, infra-estrutura precária, elevada distância dos grandes centros, locais remotos e situados muitas vezes em emaranhados de rios, descaso do poder público, etc.), que somadas com o fator econômico inviabilizam a tradicional eletrificação por extensão da rede elétrica.

Das possíveis alternativas de geração que existem para o suprimento de energia elétrica dessas áreas, destacam-se duas:

Geração diesel-elétrica - apresenta-se hoje como o mais significativo vetor da matriz energética regional, mas que envolve um elevado custo operacional (compra, transporte e distribuição do óleo diesel) em relação à baixa qualidade no serviço prestado. Além disso, tais sistemas na atual conjuntura mundial não são vistos como uma alternativa ambientalmente correta, uma vez que os impactos ambientais locais e globais causados pelas emissões de gases de efeito estufa são comprovadamente danosos.

Geração com fontes renováveis - é uma alternativa que parece bastante óbvia, mas que ainda vem sendo legada a segundo plano, apesar de empregar as fontes de energia renováveis (solar, eólica, hidráulica e biomassa) encontradas nas áreas de abrangência dessas pequenas vilas, que, dependendo das diversas tecnologias de conversão, poderão ser utilizadas para geração de eletricidade de pequeno e médio portes.

A Lei 10.438/2002, que dispõe sobre a Universalização do Serviço Público de Energia Elétrica, e da Resolução nº 223/2003 (ANEEL), que norteia os Planos de Universalização de Energia Elétrica, delimitando a data da universalização até 2015, sinaliza para os sistemas híbridos para geração de eletricidade que utilizam as fontes de energia renovável, como uma forma importante e viável para o atendimento descentralizado no Estado e também na Região Amazônica, onde existe um grande número de localidades isoladas, sem perspectivas de abastecimento convencional.

Neste contexto, instituições nacionais, como o Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL), a Petróleo Brasileiro S.A. (PETROBRAS) e as Centrais Elétricas do Pará S.A. (CELPA), e instituições internacionais, como o Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) e o Laboratório de Energias Renováveis dos Estados Unidos (NREL), têm despendido esforços conjuntos na inserção de sistemas híbridos em localidades isoladas no Estado do Pará. Desde 1996 foram implantados quatro sistemas híbridos: Joanes, Praia Grande, Tamaruteua e São Tomé, estando alguns atualmente total ou parcialmente inativos, principalmente por manutenção inadequada e outros fatores referentes à operação e gestão dos mesmos.

Daí a concepção deste trabalho, que discorre sobre tais sistemas híbridos de geração de eletricidade, dando ênfase ao perfil de cada comunidade abastecida, às tecnologias de conversão nas diversas configurações utilizadas (solar-eólico-diesel, eólico-diesel, e solar-eólico) para obtenção de energia elétrica, aos impactos sócio-econômicos e ambientais proporcionados por tais sistemas, e à gestão e sustentabilidade dos mesmos. Ao final, através do estudo realizado sobre a situação dos sistemas híbridos, faz-se uma breve explanação a respeito das perspectivas frente à universalização da energia elétrica no Brasil.

 

2 - Perfil das Comunidades

Em geral, o perfil das comunidades abastecidas pelos sistemas híbridos é bastante semelhante, enquadrando-se dentro das características intrínsecas do meio rural mencionadas anteriormente, porém, com promissor potencial eólico (proximidade do litoral) e solar. A seguir, é feita uma breve caracterização do perfil de cada comunidade.

Comunidade de Joanes

A comunidade de Joanes situa-se no município de Salvaterra (ver figura 1), às margens da baía de Marajó, nas coordenadas 0º 52' 36'' S e 48º 30' 36'' W, distante cerca de 17 km da sede municipal (Salvaterra), com acesso fluvial ou aéreo (Ribeiro, et al. 2003). Sua população residente é de aproximadamente 1.338 habitantes. A economia é formada basicamente pela pecuária, extrativismo vegetal, agricultura, pesca e turismo.

 

 

Comunidade de Praia Grande

A comunidade de Praia Grande situa-se no litoral do município de Ponta de Pedras (ver figura 1), às margens da baía de Marajó, nas coordenadas 1º 22' 54'' S e 48º 50' 10'' W, com acesso por meio de avião de pequeno porte ou barco (Vale, 1997 e Rêgo, 1999). Sua população residente é de aproximadamente 120 habitantes, distribuídos em 22 famílias em uma área de cerca de 114 ha. A comunidade tem como principal atividade econômica a extração da fibra do coco para fabricação de encostos para cabeça de assentos de veículos (Rêgo, 1999). Destaca-se ainda a atividade agrícola com o plantio de laranja, feijão, banana, etc. (Projeto PNUD BRA/99/11, 2002).

Comunidade de Tamaruteua

A comunidade de Tamaruteua situa-se no litoral do município de Marapanim (ver figura 2), na embocadura do rio Cajutuba, próximo ao oceano Atlântico, tendo como coordenadas geográficas 0º 34' 57'' S e 47º 45' 28'' W, com acesso rodo-fluvial (Vale, 1997 e Macêdo, 2000). Sua população residente é de aproximadamente 185 habitantes, distribuídos em 38 famílias. A comunidade tem na pesca sua principal atividade econômica, sendo a agricultura praticamente inexistente na região, por esta apresentar um solo arenoso, impróprio para esse tipo de atividade (Macêdo, 2000).

 

 

Comunidade de São Tomé

A vila de São Tomé situa-se ao norte do município de Maracanã (ver figura 2), às margens da baía do Maracanã, próximo ao Oceano Atlântico, nas coordenadas geográficas de 0º 44' 24" S e 47º 28' 59" W. O acesso à vila de São Tomé pode ser feito pela malha rodoviária, alternando rodovias federais e estaduais, em um tempo médio de 3 horas, ou pela malha rodoviária, até o município de Maracanã, e deste local por via fluvial utilizando-se barcos de pequeno porte (Barbosa, 2004). Sua população residente é de aproximadamente 226 habitantes, distribuídos em 40 famílias em uma área de cerca de 25 ha. A economia baseia-se no extrativismo dos recursos naturais locais, destacando-se as atividades de pesca e captura de caranguejo para consumo próprio e comercialização do excedente, e agrícola, somente de subsistência, onde se destaca o cultivo de mandioca para a produção de farinha (Barbosa, 2004).

 

3 - Sistemas Híbridos - Tecnologias de Conversão e Operação

Considera-se um sistema híbrido aquele que utiliza conjuntamente mais de uma fonte de energia, dependendo da disponibilidade dos recursos energéticos locais, para geração de energia elétrica. A opção pelo hibridismo é feita de modo que uma fonte complemente a eventual falta da outra. Dentre as fontes energéticas utilizadas pelos sistemas híbridos aqui abordados, sobressaem-se a solar e a eólica, ambas de caráter renovável.

Com exceção do sistema híbrido de Joanes, cuja operação difere dos demais (ver tabela 1), um sistema de backup diesel-elétrico de caráter não renovável é usado para garantir a continuidade e, conseqüentemente, a confiabilidade dos sistemas híbridos.

 

 

A seguir são descritos os sistemas híbridos nas suas configurações e respectivas tecnologias de conversão. Além disso, detalhes referentes à operação também são apresentados.

Sistema Híbrido Solar-Eólico de Joanes

O projeto do sistema híbrido solar-eólico de Joanes foi concebido no ano de 1994; porém, só em junho de 1997 entrou em pleno funcionamento para atender às 170 unidades consumidoras da vila (Folhas ao Vento, 1997 e Ribeiro, et al. 2003).

A figura 3 ilustra o sistema e a tabela 1 descreve suas características gerais.

 

 

Sistema Híbrido Eólico-Diesel de Praia-Grande

Em setembro de 1998 implantou-se o sistema híbrido eólico-diesel de Praia-Grande, o qual abastece residências, centro comunitário, escola, armazém, sistema de bombeamento de água da vila e a iluminação pública (Rêgo, 1999 e Vale, 2000).

A figura 4 ilustra o sistema e a tabela 2 descreve suas características gerais.

 

 

Sistema Híbrido Solar-Eólico-Diesel de Tamaruteua

O sistema híbrido solar-eólico-diesel de Tamaruteua foi implantado em junho de 1999. Sua geração abastece residências, escola, comércios, igrejas, prédios de uso diverso (salga de peixe, depósito e casa de farinha) da vila e iluminação pública (Macêdo, 2000 e Projeto PNUD BRA/99/11, 2002).

A figura 5 ilustra o sistema e a tabela 3 descreve suas características gerais.

 

 

Sistema Híbrido Solar-Eólico-Diesel de São Tomé

O sistema híbrido solar-eólico-diesel de São Tomé foi implantado em setembro de 2003, com a finalidade de abastecer as 67 unidades consumidoras da vila (residências, escola, comércio, igrejas, etc.) (Barbosa, 2004).

A figura 6 ilustra o sistema e a tabela 4 descreve suas características gerais.

 

 

4 - Impactos Sócio-Econômicos e Ambientais

Em linhas gerais, os mais variados impactos foram e continuam sendo produtos da implantação dos sistemas híbridos. Em sua grande maioria, tais impactos possuem características mais benéficas do que prejudiciais, especialmente por se tratarem de sistemas de geração de pequeno porte.

Dos impactos sócio-econômicos mais relevantes, pode-se destacar o crescimento populacional das vilas com o incremento do número de moradores (fluxo contrário ao êxodo rural), e o de ordem econômica, oriundo da atividade comercial (bares, armazéns, etc.) sustentada pela energia elétrica. Ressaltam-se ainda as constantes excursões de pessoas (moradores de outras vilas) e de grupos nacionais e estrangeiros interessados em conhecer esses sistemas e as experiências adquiridas.

Com relação à inserção dos sistemas no meio ambiente, o principal impacto está relacionado ao manejo das baterias (há a necessidade de um programa de reciclagem), enquanto que os outros como, por exemplo, o visual e o sonoro (ambos provenientes sobretudo dos aerogeradores), e do espaço utilizado para instalação do sistema solar fotovoltaico, ou do próprio sistema híbrido em si, podem ser considerados mínimos. Isto é evidenciado pelos seguintes fatos:

□ Nenhuma manifestação de descontentamento dos moradores, até então, com ruído;

□ A atração visual que se tornaram os sistemas com os aerogeradores e suas grandes torres;

□ O pequeno espaço físico utilizado pelos sistemas, que não ocasiona perda de espaço para outras finalidades.

 

5 - Gestão e Sustentabilidade dos Sistemas Híbridos

Excetuando a gestão típica em uso no sistema híbrido de Joanes, onde os moldes administrativos são delineados pela concessionária local (CELPA), a qual é a única responsável pelo gerenciamento do sistema, os modelos dos demais possuem como maior sustentáculo uma administração realizada pela própria comunidade, por intermédio de uma organização ou associação comunitária, em parceria com as prefeituras municipais e, temporariamente, com o agente executor do projeto (GEDAE), que presta serviços de manutenção preventiva e, quando necessário, corretiva.

Porém, problemas associados com o papel desempenhado pelas duas principais partes envolvidas (comunidade e prefeitura) enfraqueceram a sustentabilidade dos sistemas. Exemplos da má gestão são evidenciados em Tamaruteua e Praia Grande, onde tais sistemas, após períodos satisfatórios de operação (três e quatro anos, respectivamente), entraram em processo de falência operacional devido basicamente à:

□ Escassez de recursos financeiros captados para manutenção, resultante da falta de uma tarifação adequada (quando cobrada, a taxa mensal não refletia o verdadeiro consumo das unidades consumidoras);

□ Falta de zelo pelos equipamentos dos sistemas (para os usuários, enquanto há geração, tudo está muito bem, não havendo preocupação, com a vida útil dos equipamentos através do seu uso adequado);

□ Aplicação de manutenção inadequada por pessoas não especializadas;

□ Quase nenhuma participação efetiva das prefeituras municipais.

Com relação ao sistema de São Tomé, destaca-se um novo modelo de tarifação, inovador no Brasil, que busca parcialmente resolver os problemas inerentes à gestão econômica dos sistemas. Trata-se do pré-pagamento da energia elétrica, semelhante ao sistema de pagamento antecipado, referente aos serviços prestados pelas empresas de telefonia celular, os telefones celulares de cartão. Barbosa, 2004, descreve em detalhes esse modelo de tarifação. No mais, a gestão administrativa é semelhante à dos outros sistemas. A tabela 5 mostra um resumo dos modelos gestores em uso em cada sistema e a atual situação dos mesmos.

 

 

6 - Perspectivas Frente à Universalização da Energia Elétrica no Brasil

Considerando-se o plano de universalização da energia elétrica em seu contexto e as características da distribuição dos aglomerados dos possíveis usuários (áreas muito distantes e até mesmo isoladas da planta convencional de geração; caso de Tamaruteua, que se situa em uma pequena ilha), percebe-se que dificilmente a extensão de rede será uma alternativa viável, nem tampouco um atendimento que utilize somente recursos fósseis, devido à necessidade de se dispor localmente do combustível e dos comprovados males ao meio ambiente que o seu uso acarreta. Logo, uma alternativa que se apresenta atrativa para a universalização é o emprego dos sistemas híbridos, pelos seguintes motivos:

□ Proporciona uma forma importante do uso das energias renováveis, em contrapartida aos recursos fósseis;

□ Aproveita os recursos locais existentes;

□ Pode ser dimensionado de acordo com a real necessidade de cada comunidade;

□ O atendimento pode ser descentralizado e autônomo.

Todavia, com as experiências desenvolvidas pelos sistemas apresentados, observa-se que o principal problema não se restringe somente em encontrar a melhor alternativa para a geração de eletricidade, mas também em implantar o melhor modelo de gestão, que ao mesmo tempo garanta a sustentabilidade dos mesmos e a integração social e econômica das comunidades beneficiadas.

 

7 - Conclusão

Diante do exposto, pode-se concluir que o emprego dos sistemas híbridos para geração de energia elétrica nas comunidades apresentadas, sem dúvida contribuiu para o desenvolvimento e a integração social das mesmas. Porém, é necessário que se entenda de forma realista que os atuais modelos de gestão em uso projetam uma situação onde dificilmente tais sistemas serão sustentáveis. Ademais, a falta de uma regulamentação própria para o atendimento dessas comunidades isoladas através de fontes renováveis e a escassez de incentivos são fatores que dificultam ainda mais a penetração desses sistemas no plano de universalização e, conseqüentemente, na matriz energética do País.

 

Referências

[1] ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica; Universalização - Estado do Pará; http://aneel.gov.br; acesso em 28/05/2004.

[2] Barbosa, C. F. O.; Montagem, Comissionamento e Telesupervisão de um Sistema Híbrido Solar-Eólico-Diesel para Geração de Eletricidade; Trabalho de Conclusão de Curso; UFPA: Pará - PA; março; 2004.

[3] IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística; Censo Demográfico 2000; http://www.ibge.gov.br; acesso em 28/05/2004.

[4] Folhas ao Vento; Informativo Nº 1; CRESESB - GTEE; maio; 1997.

[5] Macêdo, W. N.; Montagem, Comissionamento e Monitoração de um Sistema Híbrido Solar-Eólico-Diesel para Geração de Eletricidade; Trabalho de Conclusão de Curso; UFPA: Pará - PA; fevereiro; 2000.

[6] Northern Power Systems; http:/www.northernpower.com ; acesso em 10/06/2004.

[7] Projeto PNUD BRA/99/11; Levantamento de Projetos de Eletrificação de Comunidades Isoladas Utilizando Fontes Renováveis de Energia; Relatório: Região 2 - Pará, Maranhão, Amapá e Tocantins; dezembro; 2002.

[8] Rêgo, J. L. C.; Definição, Montagem, Comissionamento e Monitoração de um Sistema Híbrido Eólico-Disel para Geração de Eletricidade; Trabalho de Conclusão de Curso; UFPA: Pará - PA; abril; 1999.

[9] Ribeiro, C. M.; Araújo, M. R. P.; Cunha, A. Z. e Ribeiro, A. H. C.; Implantação de Sistema Híbrido para Eletrificação da Vila de Joanes (Pará); Coletânea de Artigos - Energias Solar e Eólica; Volume 1; pp. 223-232; CRESESB; 2003.

[10] Vale, S. B.; Perfil e Proposta de Abastecimento de Energia Elétrica através de Fontes Alternativas para Pequenas Localidades - Casos de Praia-Grande e Tamaruteua; Monografia; UFPA: Pará - PA; 1997.

[11] Vale, S. B.; Monitoração e Análise de um Sistema Híbrido Eólico-Diesel para Geração de Eletricidade; Tese de Mestrado; UFPA: Pará - PA; 2000.