Novos Instrumentos de Planejamento Energético
Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Planejamento Integrado de Recursos
Energéticos no Oeste do Estado de São Paulo
Treinamento Técnico- Dimensão Ambiental
Módulo 3 : Produção de Energia e
Impactos Ambientais
Pesquisador:
Mário Fernandes Biague
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais- Produção de
Eletricidade
• Cerca de 1/3 do consumo de energia primária tem como
finalidade a produção de eletricidade
• Aproximadamente 2 bilhões de pessoas não tem acesso à
eletricidade
Emissões de Óxidos de Enxofre/GW de eletricidade
Mil toneladas por
ano
Em issão de Óxidos de Enxofre
80
60
40
20
0
Carvão
Gás Petróleo Madeira Nuclear
natural
2
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais- Produção de
Eletricidade
Emissões de óxidos de nitrogênio/GW de eletricidade
Mil toneladas por
ano
Óxidos de Nitrogênio
30
20
10
0
Carvão
Gás Petróleo Madeira Nuclear
natural
3
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais- Produção de
Eletricidade
Emissões de dióxido de carbono/GW de eletricidade
Nuclear
Madeira
Petróleo
Gás
natural
2000
1500
1000
500
0
Carvão
Mil toneladas por
ano
Dióxido de Carbono
4
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais- Produção
de Eletricidade
Emissões de metano/GW de eletricidade
Toneladas por ano
Metano
80
60
40
20
0
Carvão
Gás
natural
Petróleo
Madeira
Nuclear
5
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais- Produção de
Eletricidade
Emissões de monóxido de carbono/GW de eletricidade
Toneladas por ano
Monóxido de Carbono
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Carvão
Gás
natural
Petróleo
Madeira
Nuclear
Fonte:Science Concepts Inc, reducing airborne emission with nuclear eletricity, 1625 K Street, NW,
Suite 1125, Washington DC, EUA (1989)
6
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais- Produção de
Eletricidade
Contribuição dos setores ao crescimento das emissões globais de
CO2 provenientes da queima de combustível, 2002-2030:
-Usinas geradoras de energia e Calor (outros combustíveis) =
18%;
-Usinas Geradoras de energia e calor (carvão) = 33 %
-Usos não-energéticos = 1%;
-Consumo final e outros setores = 8%;
-Consumo final transporte = 26 %;
-Consumo final industria = 10 %;
-Transformação, Uso Próprio e perdas = 4%
7
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
•
Emissões Acumuladas de CO2 para Limitar o aquecimento global a 2
grau Celsius acima dos níveis industriais, o caso de referência para as
tendências de emissão CO2 até 2100:
Sensibilidade
Climática
Presumida grau
Celsius
Emissões
acumuladas de CO2
2000 a 2100
Emissões
Acumuladas de CO2
2000-2030
Orçamento de
emissão
remanescente
1,5
6.527-7.150
~900
86% - 87%
2,5
3.117 – 3.337
~900
71 % - 73 %
3,5
1.943 – 2.053
~900
54 % - 56 %
4,5
1.393
~900
35 %
8
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Os Potenciais Poluentes da Geração
Termelétrica
Tecnologia/ Combustível
Insumos
Potenciais Emissões
atmosféricas
Convencional/ Carvão
Carvão, água desmineralizada,
combustíveis auxiliares (óleo
combustível, gás natural,
briquetes), lubrificantes,
desengorduradores, substancias de
tratamento químico da água
NOx, CO, SOx, CO2, particulados
(incluindo PM10), emissões
fugitivas, orgânicos voláteis e traços
de metal
Convencional/ Gás Natural
Gás natural, combustíveis auxiliares
(óleo combustível, destilados), água
desmineralizada,
desengorduradores, lubrificantes
substancias de tratamento químico
da água
NOx, CO, CO2, SOx, particulados
(incluindo PM10, orgânicos voláteis,
traços de metal)
Convencional/ Oleo
Óleo Combustível, combustíveis
auxiliares (gás natural, destilados,
água desmineralizada, lubrificantes,
desengorduradores
NOx, CO, CO2, SOx, particulados
(incluindo PM10), orgânicos
voláteis, cloro e traços de metal
Turbina a gás/gás natural
Gás natural, combustíveis
auxiliar (destilado),
lubrificantes,
desengorduradores
NOx, CO, CO2, orgânicos e
traços de metal
9
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Fatores Médios de Emissão dos Poluentes
(SO2, CO2 e PM) para cada Categoria de
Empreendimento Termelétrico
Combustível
Carvão Nacional
Carvão Internacional
Gás Natural
Óleo Combustível Padrão
Categoria de
Empreendimento
Tecnologia
Fator de Emissão do
Poluente (g/ kwh)
SO2
CO2
PM10
1
Ciclo a vapor
Convencional
36.86
919
254,5
2
Leito Fluidizado
31.32
n.a
n.a
3
Ciclo a vapor
Convencional com
caldeira a carvão
pulverizado
5,95
865
28,15
4
Leito Fluidizado/ Ciclo
Combinado
0,91
n.a
n.a
5
Convencional
0,13
493
0,65
6
Ciclo Combinado
0
438
0
7
Turbina a Gás
2,2
900
0
8
Convencional
16,9
675
0,09
Óleo Combustível Pesado
10
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
11
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais- Energia Hídrica
Hidroeletricidade: variam muito com o tamanho e o
tipo. As PCH’s = impactos muito pequenos. Grandes
centrais = impactos maiores: destruição da fauna e da
flora pelo alagamento, assoreamento em reservatórios,
perdas de recursos minerais. Também não está livre das
emissões de gases do efeito estufa;
12
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Usinas Hidrelétricas
• Não emitem poluentes associados aos combustíveis fósseis, mas
apresentam impactos ambientais
• Alagamento de grande áreas, em razão da construção de
grandes represas
• Perda de terras agricultáveis, pastagens, flora e fauna nativa
• Deslocamento de populações
• Indicador de impacto ambiental: relação potência fornecida e
área de alagamento
• Quanto menor o indicador, maior será o impacto causado
pela usina em questão
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Potência produzida por hectare de área
inundada de usinas hidrelétricas brasileiras
700
5.000
600
Potência instalada
400
300
200
1.260
1.620
12.600
100
11.000
1.200
1.800
1.500
3.900
640
1.800
1.200
45
210
217
1.050
250
a
bi
n
Ba
l
in
ho
l
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So
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M
ar
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G
ar
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M
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ed
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gr
Se
ng
u
0
Xi
kW/hectare
500
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Vista aérea de Três Gargantas – China
15
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Três Gargantas - China
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
26 geradores - total de
18,2GW
Barragem de 2.309m x 185
m
US$28 bilhões
Projeto de 17 anos (2009)
Altura da água: 175 m
632 km2 alagados
31.000 ha de terras
(agricultura)
1300 sítios arqueológicos
Deslocamento de 1,2
milhões
1599 indústrias
Melhoria da navegação
Aumento na oferta
eletricidade
Controle de vazão
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
Biomassa:
• Fonte renovável (quando manejada
adequadamente)
• Apresenta balanço zero de emissões, não são
emitidos NOx, SOx,
• CO2 é absorvido na fotossíntese
• Problemas: monocultura (diminui a fertilidade do
solo), agrotóxicos, fertilizantes, o transporte requer
veículos e infra-estrutura que causam emissões
para a atmosfera;
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
Energia Eólica
• Quase total ausência de impactos ambientais.
•Dentre os possíveis:
• ruído;
• colisão de pássaros (problema maior em
linhas de alta tensão);
• impacto visual;
• limitação do uso do espaço ocupado.
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
Energia solar
• Não apresenta impactos diretos.
• Produção de painéis solares provoca impactos ao
ambiente
• Possibilidade de a energia requerida para se
confeccionar um sistema completo ser maior do que a
energia produzida por esse sistema em sua vida útil.
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
Energia Nuclear
• Não apresenta emissões para atmosfera
• Processo de enriquecimento do urânio apresenta
impactos ambientais
• Apesar disso, e excluindo-se os acidentes, a energia
nuclear pode ser considerada pouco impactante para a
natureza, e por isso deve ser analisada sempre como
uma boa alternativa de fonte de energia;
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Chernobyl
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
Energia Geotérmica
• Temporários, relacionados a perfuração e a exploração,
• Permanentes, resultantes da manutenção da fonte e
operação da fonte de geração: ocupação do solo e
impacto estético da mesma, incluindo em alguns casos
“Plumas”, torres de refrigeração, ruídos, liberação de
gases poluentes (como H2S e CO2) e elementos tóxicos
(mercúrio e arsênico) na atmosfera, lixo sólido e
deposição de água residual, pequenos tremores de terra
e rebaixamento do solo;
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
Energia das Ondas
• Ambiente costeiro pode ser afetado pela modificação
do clima das ondas locais, ou seja, a redução de energia
das ondas pelos equipamentos podem, em teoria, afetar
a densidade e a composição das espécies dos
organismos residentes.
• Mesmo assim a utilização da energia das ondas
apresenta bem mais aspectos ambientais positivos do
que negativos;
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
OTEC
• Diversos efeitos ambientais, alguns de difícil
análise, o grande fluxo de água quente e fria,
poderia modificar os padrões locais ou mesmo
globais do tempo, embora as evidencias desse fato
sejam poucas.
• Outro problema é o dióxido de carbono contido
nas águas profundas do oceano que poderia ser
liberado quando bombeado e aquecido no
condensador.
•Uma planta OTEC pode também afetar o
ecossistema local devido a mudanças provocadas
na temperatura e salinidade da água.
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Impactos Ambientais
Energia das Marés
• O aproveitamento da energia das marés não
causa a emissão de poluentes na atmosfera,
além do fato de a barragem poder proteger a
costa na ocorrência de tempestades marítimas
• Por outro lado, a construção de estruturas a
beira-mar
pode
afetar
o
regime
de
sedimentação e erosão do local
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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Geração de Eletricidade e Impactos Ambientais
• Usinas a gás natural poluem menos do que as baseadas
no carvão, petróleo e madeira
• As usinas nucleares poluem menos que as demais, mas
apresentam problemas ambientais graves relacionados
à deposição do lixo atômico
Região
OCDE
Europa Oriental
Países em desenvolvimento
Total
Quantidade
346
101
49
496
MWe
289 000
72 000
29 000
380 000
26
Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável
Custos ambientais da energia
Tipo
Carvão – leito fluidizado
USD/MMB
tu
USD/kWh USD/kWh
gerado
entregue
2.8
0.028
0.033
Carvão – IGCC
2.46
0.025
0.028
Carvão – caldeira conv.
5.76
0.058
0.068
Óleo (1%S) – caldeira
conv.
3.68
0.038
0.045
GN – caldeira
convencional
0.95
0.010
0.012
GN – CC
1.10
0.010
0.011
Solar
-
-
0.004
Eólica
-
-
0.001
Biomassa
-
-
0.007
Fonte: Ottinger. R. L.; Environmental costs of eletricity, 1991
27
Agues residuárias
Resíduos tóxicos
Escapes (run-off)
Resíduos radioativos
CFCs
Depósitos de lixo e cinzas
Poluição indoor
Poluição eletromagnética
Estocagem de combustível
Transmissão
Construção de ferrovias
Lençol freático
Água superficial
Impactos visuais
Ruído
Gases em geral
Localização
Radiação na geração
SOx
● ○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ● ○ ● ● ● ● ● ● ○ ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ○ ● ○ ● ● ●
● ○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ● ○ ● ● ○ ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ● ● ● ● ○ ● ● ○ ○ ○ ● ● ○ ●
Particulados
Carvão
Nuclear
NOx, NxO
○ ● ● ● ● ○ ● ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ ○ ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ○ ○ ○ ● ○ ●
COx
○ ● ○ ● ● ○ ● ○ ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ ○ ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ○ ○ ○ ● ○ ●
Petróleo
Metano
Gás
Descarga térmica
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ● ○ ○ ● ● ○ ● ○ ○ ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ○ ● ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ○ ● ○ ● ● ○ ○ ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Influxo de água
○ ○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ● ○ ● ○ ○ ● ◒ ◒ ◒ ◒ ◒ ◒ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○
Geotérmica
Hidráulica
Extermínio de peixes
Biomassa
Vapores tóxicos
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ◒ ◒ ○ ● ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ● ○ ○ ● ○ ○ ● ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ● ○
Invasão de água salgada
Ativa solar
Biocombustíveis
Alagamentos, inundações
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Vazamento em dutos
Luz passiva/diurna
Resíduos de refinarias
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ● ○ ◒ ○ ○ ◒ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒
Vazamento de petroleiros
○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○
Eólica
Termelétrica
Mineração
○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◒ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ● ◒ ○ ○ ○ ○ ○
Fotovoltaica
Perfuração
Eficiência
IMP ACT OS E E MISSÕE S
T E CNOLOG IAS E NE R G É T ICAS
Novos Instrumentos
de Planejamento
Energético
visando
o Desenvolvimento
Sustentável
1- matéria
prima e construção
2 – produçãoRegional
de energia
3 - consumo
4 – disposição
G rup o I
Proteção da atmosfera
. mudança climática
x
x
x x
x
x
x x x x x x
x x x
x
x
SE T OR E S AMBIE NT AIS
- depleção do ozônio
- poluição trans-fronteiriça
Solo
x
x x x x
x x x
- desmatamento
x x
x
- erosão
x x
- desertificação e seca
Biodiversidade
x x x
x
x
x
x
x
x
x
x x x x
x
x x x
x x x x x x
x x
x
x
x
x x
x
x x x x x
x
x
x x x x x x x
x x x x
x
x
x x x
Proteção de oceanos e mares
- poluição marinha
x x x x x x
x x
x
x
x
x
x x
x x
x
x
x
x
x
x
x
- mares territoriais/costas
x x x x
x x x
x x
x x
x
x
x
- proteção à vida marinha
Qualidade/oferta de água doce
x x x x
x x x
x x x x x x x x x x x
x x
x x
x x
x x
x
x
x
x
x
x
Gestão ambiental de resíduos
x x x
x
x x
x x
x
x x
x
x x x x x
- gestão ambiental de resíduos
- gestão de material tóxico
x x x
x x x
x
x
x
x
x
x
x x
x x
x
x
x x x x x
x x x x x
- transporte de material perigoso x
x
x
x
“UNCED issues
matrix”
Fonte:
International
Solar Energy
Society, 1992
Símbolo
x x x x x
G rup o II
x
Ciclo
energético
global
Valor relativo
do impacto
(10 é o máximo)
Nenhum
Nenhum
0a<3
3a<7
7 a 10
28