Avaliação da substituição do óleo combustível
por gás natural nas usinas térmicas do sistema
elétrico brasileiro
Luciano José da Silva1
Roberto Meira Junior2
Hirdan Katarina de Medeiros Costa3
Edmilson Moutinho dos Santos4
Marilin Mariano dos Santos5
Virginia Parente6
RESUMO:
A geração de eletricidade no sistema elétrico brasileiro ainda é fortemente hidrelétrica.
Entretanto, com as constantes e recorrentes oscilações hídricas, o uso de outras fontes se faz
necessário. As fontes renováveis estão crescendo em participação, mas sua intermitência, muitas
vezes é prejudicial ao sistema. Assim, as térmicas são de grande importância para dar mais
estabilidade e segurança. Com relação à capacidade instalada das térmicas, este estudo tem como
objetivo avaliar a substituição de usinas térmicas antigas a óleo combustível por térmicas a gás
natural no sistema elétrico brasileiro e verificar se tal procedimento realmente contribui para um
melhor desempenho. Tal estudo é voltado para o sistema elétrico como um todo, pois faz uma
abordagem para todo o parque térmico a óleo combustível. Para tal, será utilizado o banco de dados
do Balanço Energético Nacional 2014 (BEN), que apresenta a geração das térmicas a óleo
combustível do ano base 2013. A avaliação foi feita através de índices de sustentabilidade que
mostraram de maneira quantitativa como se comporta as questões de custos e emissões de gases
de efeitos estufa (GEE). Assim, este estudo contribui para apresentar os impactos da substituição
do óleo combustível por gás natural em unidades térmicas no país.
Palavras-chave: usinas térmicas, gás natural, óleo combustível, indicadores.
1
Luciano José da Silva - Bacharel em Engenharia Ambiental e Mestre em Engenharia de Energia pela
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Doutorando em Energia pelo Instituto de Energia e Ambiente
(IEE/USP). Contato: [email protected]
2
Roberto Meira Junior - Bacharel em Engenharia Mecânica e Mestrando em Engenharia de Energia pela
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Contato: [email protected]
3
Hirdan Katarina de Medeiros Costa - Professora Visitante do PRH04/MCTI no IEE/USP. Contato:
[email protected]
4
Edmilson Moutinho dos Santos - Professor Associado do IEE/USP. Contato: [email protected]
5
Marilin Mariano dos Santos - Coordenadora do curso de especialização em Petróleo e Gás no Instituto Mauá de
Tecnologia (IMT). Contato: [email protected]
6
Virginia Parente - Professora Doutora do IEE/USP. Contato: [email protected]
1 INTRODUÇÃO
1.1 Geração Termelétrica
A geração de energia elétrica a partir de derivados de petróleo ocorre por meio da queima
desses combustíveis em caldeiras, turbinas e motores de combustão interna. No caso de
termelétricas, o material é transportado até a usina, estocado e, posteriormente, queimado em uma
câmara de combustão. O calor obtido nesse processo é usado para aquecer e aumentar a pressão
da água, que se transforma em vapor. Este vapor movimenta as turbinas que transformam a energia
térmica em energia mecânica. Posteriormente, um gerador permite a obtenção de energia elétrica.
No caso do Brasil, onde historicamente a geração de energia elétrica é predominantemente hídrica,
a geração térmica, particularmente com derivados de petróleo, normalmente opera na base para o
pico de demanda do sistema (ANEEL, 2008).
Os geradores térmicos são todos aqueles que utilizam processos que envolvem o
aquecimento de uma substancia que funciona como um meio de transferência de energia ou a partir
de processos que funcionam como a queima direta de um combustível, para que este gire uma
turbina acoplada mecanicamente a um gerador. Há diversas opções tecnológicas referente às usinas
térmicas, sendo assim, há várias formas para queimar ou aquecer várias substancias como
combustíveis. Têm-se os geradores nucleares, os geradores movidos a carvão ou gás natural, os a
diesel (ciclo Diesel) e os a derivados do petróleo (ciclo Otto). As substancias que podem ser
aquecidas normalmente são o ar (ciclo Brayton) ou a água (ciclo Rankine) (Gianpietro, 2007).
Em relação à participação das térmicas no Brasil, a Tabela 1 mostra que as mais
significativas são as movidas a gás natural, bagaço de cana de açúcar, óleo combustível, óleo
diesel, carvão mineral e licor negro, que apresentam 12.858.200 MW, 9.933.550 MW, 4.091.353
MW, 4.039.323 MW, 3.389.465 MW e 1.785.102 MW, respectivamente (ANEEL, 2015).
Tabela 1 Capacidade instalada das usinas térmicas no Brasil
Capacidade Instalada
Fonte nível 2
Nº de Usinas
Bagaço de Cana de Açúcar
387
Biogás-AGR
2
Agroindustriais
Capim Elefante
3
Casca de Arroz
11
Biocombustíveis líquidos
Óleos vegetais
2
Biomassa
Carvão Vegetal
7
Gás de Alto Forno - Biomassa
8
Floresta
Licor Negro
17
Resíduos de Madeira
47
Resíduos animais
Biogás - RA
12
Resíduos sólidos urbanos
Biogás - RU
10
Calor de Processo - CM
1
Carvão mineral
Carvão Mineral
13
Gás de Alto Forno - CM
9
Calor de Processo - GN
1
Gás natural
Gás Natural
137
Fóssil
Outros Fósseis
Calor de Processo - OF
1
Gás de Refinaria
7
Óleo Combustível
40
Petróleo
Óleo Diesel
1.677
Outros Energéticos de Petróleo
16
Total
2.408
Origem
Fonte
Fonte nível 1
( KW )
9.933.550
1.722
657
39.533
435
51.397
109.865
1.785.102
358.925
2.081
62.317
244
3.389.465
20.029
40
12.858.200
1.473
33.996
4.091.353
4.039.323
937.928
37.717.635
%
6,878
0,0011
0,0454
0,0273
0,003
0,0355
0,076
1,236
0,2485
0,0014
0,0431
0,0168
2,347
0,1386
0,0276
8,903
0,1019
0,2353
2,8328
2,7968
0,6494
26,64
Fonte: (ANEEL, 2015)
De maneira geral, os principais poluentes decorrentes do processo de combustão e
presentes nas unidades de geração térmica são: material particulado (MP), dióxido de enxofre
(SO2), óxidos de nitrogênio (NO, NO2), óxidos de carbono (CO, CO2) e Compostos Orgânicos
Voláteis (COV) (Chaim, 2005). Os gases que são liberados na atmosfera dependem da composição
do combustível a ser queimado, do processo de queima ou remoção pós-combustão e das condições
de dispersão, como altura da chaminé, relevo e meteorologia. Quanto mais denso o combustível,
maior o potencial de emissões. Nesse sentido, derivados de petróleo, como o óleo combustível,
são altamente poluentes (ANEEL, 2008).
1.2 Óleo Combustível
O óleo combustível é classificado como destilado ou residual. No primeiro caso, quando
obtido por processos de destilação atmosférica ou a vácuo. Já no segundo caso, quando é derivado
de processos de craqueamento térmico ou catalítico. Trata-se de um combustível largamente
utilizado para aquecimento de fornos e caldeira, principalmente nas indústrias química, de papel e
celulose, de alimentos e de bebida (Martins, 2001).
O óleo combustível teve um papel importante nas últimas décadas para as indústrias
brasileiras, pois promoveu a substituição da lenha como fonte principal de geração de calor e
energia por uma fonte líquida, muito mais fácil de transportar e que permitiu a automatização dos
equipamentos.
Os setores mais significativos no consumo final energético de óleo combustível são o
industrial, com 66% de participação; o de transportes, com 24%; o energético, com 9%; e outros,
como agropecuária, comercial e público apresentam uma parcela reduzida, 1% (EPE, 2014).
As projeções de demanda do óleo combustível do Plano Decenal de expansão da Energia
(PDE) baseiam-se na atividade industrial e nas expectativas de mercado para substituição do óleo
combustível pelo gás natural. Estima-se que entre 2014 e 2023, a projeção da demanda final de
óleo combustível por região passará dos 4,2 milhões de m3 para 5,5 milhões de m3. Com relação
às térmicas a óleo, a capacidade instalada saltará dos 3.493 MW em 2014, para 3.493 MW em
2023 (MME and EPE, 2014).
1.3 Gás Natural
Combustível formado por longo processo de decomposição de matéria vegetal e animal,
em meio carente de oxigênio e sob condições de elevada pressão e temperatura. O gás natural é
encontrado em rochas porosas, algumas vezes associado ao petróleo. Muitas vezes, por falta de
modais de transporte, o gás natural é queimado. Possui constituição variável, de acordo com as
condições locais de formação, mas é constituído quase que de metano puro, possuindo menores
porcentagens de etano e propano. Trata-se de um dos combustíveis mais importantes em termos
mundiais, pois apresenta alto poder calorífico, baixa densidade e baixo teor de impurezas (Martins,
2001).
Uma das aplicações energéticas do gás natural se dá pela geração de eletricidade através
de usinas termelétricas. Uma mistura de ar comprimido com o gás natural permite a combustão,
que resulta em gases de alta temperatura, provocando o movimento de turbinas conectadas aos
geradores de eletricidade. O destino seguinte do gás determina se a térmica será de ciclo simples
ou combinado. O mais comum é o primeiro caso, em que o gás é resfriado e liberado na atmosfera
por uma chaminé. Já no segundo caso, os gases em alta temperatura são transformados em vapor
e direcionados a turbinas novamente. Embora o ciclo combinado seja mais caro, ele aumenta a
eficiência do processo de geração (ANEEL, 2008).
As projeções de demanda do gás natural do PDE resultam da análise crítica das pesquisas
realizadas pela EPE em parceria com a Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Gás
Canalizado (ABEGÁS) e a outros consumidores industriais do gás. Como já mencionado, a
penetração do gás natural depende muito da sua competição direta com o óleo combustível, desse
modo, a relação de preços entre esses energético é fundamental para as hipóteses de crescimento.
Também é levando em consideração os seguimentos industriais que preferem o uso do gás natural
pelo elevado grau de pureza do produto final, como é verificado na fabricação do vidro, de
determinadas cerâmicas e de fertilizantes, no qual essa fonte é utilizada tanto como insumo
energético, como matéria-prima. As previsões de demanda são feitas com base em dois cenários:
(i) um que tem como premissa a manutenção dos preços relativos de gás natural a respectiva área
de concessão da distribuidora no patamar corrente; (ii) e outro que considera o aumento da
competitividade do gás natural no setor industrial e a manutenção da competitividade no setor
residencial e do GNV, em relação a energéticos substitutos, portanto o preço relativo para a
indústria é menor que o preço relativo corrente. A demanda do primeiro cenário, potencial, será
sempre maior que a do segundo, que é a demanda de mercado. Feito estas considerações, o PDE
estima que o consumo final energético de gás natural alcance 63 milhões de m3 por dia em 2023,
contra 38 milhões de m3 em 2014. Em termos médios, espera-se que aos 85 milhões de m3 diários
de gás natural consumidos em 2013, sejam adicionados cerca de 42 milhões de m3/dia até 2023,
dos quais 23 serão utilizados como consumo não energético. Do total de 128 milhões de m3 diários
em 2023, cerca de 23 milhões de m3/dia serão requeridos pela produção termoelétrica esperada.
Em termo de evolução da capacidade instalada de geração do gás natural, o PDE aponta 11.442
MW em 2014 e um salto para 20.016 MW em 2023 (MME and EPE, 2014).
O gás natural é um dos combustíveis mais utilizados no Brasil na geração termelétrica,
apresentando elevado poder calorífico e, sua queima, apresenta baixos índices de emissão de
poluentes, em comparação a outros combustíveis fósseis. Em caso de vazamentos, tem rápida
dispersão, com baixos índices de odor e de contaminantes. O uso dessa tecnologia foi ampliado
somente na última década do século passado. Atualmente, as maiores turbinas a gás chegam a 330
MW de potência e os rendimentos térmicos atingem 42%.
Ao contrário do carvão e do petróleo, o gás natural tem uma relação hidrogênio/carbono
superior e emite menos dióxido de carbono. A queima do gás natural oferece um meio eficaz para
melhoria da qualidade do ar (Moutinho dos Santos et al., 2007). Outros combustíveis fósseis
liberam partículas que impedem a fotossíntese nas plantas e agrava doenças cardíacas e
pulmonares em humanos. O material particulado é também um contribuinte para a poluição
atmosférica. A produção e combustão de combustíveis fósseis também geram emissões de
nitrogênio e óxido de enxofre. Os óxidos de nitrogênio resultam em vários impactos ambientais,
incluindo poluição e chuva ácida. Óxidos de enxofre também são um contribuinte principal para a
chuva ácida (Afgan et al., 2007). No caso do gás natural, tem-se um dos combustíveis que menos
gera poluentes de oxidação parcial, como monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos não
queimados (UHC) e fuligem (Chaim, 2005).
1.4 Substituição de sistemas de óleo por gás natural
Diversos autores mostram que a substituição do óleo combustível por gás natural apresenta
diversas vantagens (Chaim, 2005; Moutinho dos Santos et al., 2007). Até mesmo os órgãos
governamentais têm incentivado tal substituição.
Embora se trate de um combustível fóssil, o gás natural deve ser uma fonte de energia de
transição entre as tendências energéticas atuais, dominadas por carvão e petróleo, e outra recente,
com maior diversificação das fontes e participação crescente de fontes renováveis. Atrelado a isso,
observa-se uma liderança ascendente dos gases combustíveis, tanto naturais, como os produzidos
por outras fontes. Nesse sentido, um novo mundo estaria nascendo, chamado de "civilização do
gás". Tal civilização deve perdurar por um bom tempo, embora deva perder força com a
diversificação e consolidação de outras fontes (Moutinho dos Santos et al., 2007).
O gás natural apresenta vantagens ambientais e outras relacionadas com a operação e
manutenção, pois são muito mais simples, como pode ser visto nas Figuras 1 e 2. Estudos de
variabilidade econômica na substituição do óleo combustível por gás natural demonstrou uma
economia anual de aproximadamente 36%. O custo unitário do gás natural foi de 0,166 USS/m 3,
comparando ao custo de 176 USS/ton para o óleo combustível (Chaim, 2005).
Figura 1 Sistema de geração de vapor a óleo combustível. Fonte: (Chaim, 2005)
Figura 2 Sistema de geração de vapor a gás natural. Fonte: (Chaim, 2005)
1.5 Indicadores de sustentabilidade
A definição mais concreta de desenvolvimento sustentável surgiu pela primeira vez em
1987 com o Relatório de Brundtland e foi amplamente adotada no contexto da Conferência das
Nações Unidas sobre meio Ambiente e Desenvolvimento (Rio 92). Segundo a Comissão Mundial
de Desenvolvimento e Meio Ambiente das Nações Unidas, o desenvolvimento sustentável visa
suprir as necessidades atuais sem comprometer as necessidades das gerações futuras. A
sustentabilidade supõe a habilidade para perdurar no tempo, evitando o colapso das civilizações,
sociedades, economias e organizações. O processo de mudança do antigo paradigma para o novo,
o da sustentabilidade, está em andamento e envolve todas as áreas do pensamento e da ação
humana (Almeida, 2002).
No conceito de desenvolvimento sustentável são englobados comumente três
componentes: o econômico, o ambiental e o social. O setor energético, apesar de trabalhar com
matérias-primas e produtos de origem não renovável como os combustíveis fósseis, pode ter
práticas e ações voltadas ao desenvolvimento sustentável, como melhor utilização de recursos
naturais, uso de fontes alternativas de energia e eficiência energética. Para avaliar as reais
transformações ou monitorar o cumprimento de metas de sustentabilidade faz-se necessário o uso
de indicadores. Os indicadores são componentes essenciais na avaliação global do progresso rumo
ao desenvolvimento sustentável (Gallopin, 1997). O objetivo da avaliação de sustentabilidade é
fornecer aos decisores uma avaliação do global ao local, integrando sistemas naturas e sociais em
perspectivas de curto e longo prazo, a fim de, ajudá-los a determinar quais ações, devem ou não,
serem tomadas em uma tentativa de tornar a sociedade sustentável (Ness et al., 2007).
As compilações de informações para formular indicadores englobam três etapas centrais:
normalização, ponderação e agregação (Singh et al., 2012). Indicadores de sustentabilidade e
índices compostos são de grande importância e, cada vez mais, mostram-se como uma poderosa
ferramenta para a formulação de políticas e de comunicação pública no fornecimento de
informações sobre os países e sobre o desempenho das empresas em domínios como o meio
ambiente, econômico, social ou de melhoria tecnológica. Indicadores de sustentabilidade
simplificam, quantificam, analisam e comunicam uma informação complexa e complicada.
Índices e sistemas de classificação estão sujeitos à subjetividade, mas apresentam como
principais vantagens a multidimensionalidade, o uso de normalização e agregação com base em
regras científicas e métodos estatísticos robustos. Mesmo com vários esforços internacionais para
se medir a sustentabilidade, apenas poucos desses apresentam uma abordagem integral, tendo em
conta os aspectos ambientais, econômicos e sociais. Na maioria dos casos, o foco está em um dos
três aspectos. Embora, os aspectos se completem, a sustentabilidade é mais do que uma agregação
das questões importantes, ela tange as interligações e as dinâmicas desenvolvidas em um sistema.
Se os índices são mal construídos, eles irão fornecer resultados enganosos e serão interpretados de
maneira equivocada. Assim, as análises de sensibilidade e análises de incertezas podem ajudar a
testar a eficácia e robustez do índice. A escolha do modelo, do mecanismo de ponderação e o
tratamento de valor ausente também desempenham um papel predominante enquanto ocorre a
construção de um quadro. Indicadores de desenvolvimento sustentável devem ser selecionados,
revisados e refinados com base nas comunidades de interesse apropriadas. Assim, os índices
devem ser construídos dentro de um quadro coerente (Singh et al., 2012).
Estudos de sustentabilidades que envolvem indicadores quantitativos ainda são
relativamente escassos. No que diz respeito a índices de sustentabilidade voltados para o setor
energético, (Schlör et al., 2013) detalham uma metodologia específica para avaliar a matriz elétrica
da Alemanha, com conceitos definidos de acordo com as metas adotadas pelo proponente. Os
índices de desenvolvimento sustentável e o índice de sustentabilidade padronizada apresentados
pelos autores calculam o grau em que a sustentabilidade é alcançada. Ambos os índices mostram,
em uma perspectiva diferente, se a Alemanha está no caminho sustentável de energia de acordo
com as metas estabelecidas pelo Governo alemão na sua estratégia. Os índices, também, nos
possibilitam comparar normativamente as metas de sustentabilidade definidas, com o real
comportamento da sociedade alemã e, nos permitem responder através de um processo de
monitoramento dos cálculos dos indicadores de sustentabilidade, onde é necessária uma ação
política. No entanto, tem-se que levar em consideração o fato das metas de sustentabilidade serem
o resultado de um processo de tomada de decisão política. No Brasil, (Borges et al., 2012)
realizaram um trabalho com o objetivo de construir e aplicar um modelo de indicadores de
sustentabilidade de eletricidade para o setor comercial paraense na intenção de orientar os
investimentos do setor elétrico. Os indicadores foram construídos segundo critérios da Comissão
de Desenvolvimento Sustentável da Organização das Nações Unidas e selecionados,
estrategicamente, variáveis nas dimensões econômica, social, ambiental e política. Os resultados
obtidos para o período de 2000 a 2008 revelam que o setor comercial do Pará apresenta uma baixa
utilização de energia elétrica devido as altas tarifas cobradas, boa capacidade de geração de
empregos e um comportamento do PIB com destacada representação diante do contexto
econômico do Estado.
Para o século XXI, estima-se a diminuição das reservas petrolíferas, o que demandará
ajustes aos atuais padrões de consumo e produção. No entanto, observa-se que os combustíveis
fósseis apresentam uma grande participação no mercado energético. Os atuais preços praticados,
a constante evolução tecnológica e as novas descobertas de reservas colocam os combustíveis
fósseis com uma grande competitividade e deixam dúvidas sobre as previsões de exaustão. De
outro lado, os países do G7, durante encontro em junho de 2015, reconheceram e assumiram a
necessidade de descarbonização de suas economias até o fim século. O grupo das maiores
economias do planeta pretende reduzir as emissões globais entre 40% e 70% até 2050, tendo como
base 2010. Tal meta foi oficializada por meio de uma carta conjunta assinada em junho de 2015
(G7, 2015).
Uma análise de sustentabilidade feita em sentido amplo considera diversos fatores e suas
interações. Este estudo faz uso de dois indicadores de sustentabilidade, focando nas questões
econômica e ambiental. No entanto, em momento algum se desconsidera a importância de outras
abordagens e suas interações.
2 METODOLOGIA
Os instrumentos metodológicos descritos a seguir foram realizados para testar a hipótese de
que a substituição das térmicas a óleo combustível por unidade a gás natural contribuem para uma
geração com menor emissão de gases de efeitos estufa e menor custo. Em suma, fez-se uso de
indicadores quantitativos para comparar os dois cenários de geração.
O estudo foi feito com base nos dados do BEN 2014 (EPE, 2014), de onde foi extraído a
geração dos empreendimentos de centrais térmicas a óleo combustível do ano base 2013, tanto das
centrais elétricas de serviço público, como das centrais elétricas de autoprodução, como visto na
Tabela 2. Para simplificar os cálculos e de acordo com os dados disponíveis, considerou-se que as
opções tecnológicas apresentam para cada unidade capacidade instalada de 150 MW. Assim, para
gerar a energia do ano base 2013, são necessários 14 empreendimentos.
Tabela 2 Geração de Eletricidade
Óleo Combustível
2013 (GWh)
11.112
Fonte: (EPE, 2014)
Considerou-se que a geração das centrais a óleo será substituída por centrais a gás natural.
Para avaliar o impacto dessa mudança, foi utilizado dois indicadores, um para avaliar os custos
globais médios (CGM) e outro para avaliar as emissões de GEE (Walter et al., 2014).
Para calcular o CGM do grupo de empreendimentos, considerou-se os custos de investimentos
e de operação e manutenção (O&M) para o período de 2013, como mostra a Equação 1.
𝑪𝑮𝑴 = ∑𝒏𝒋=𝟏(𝑶𝒑𝒆𝒙𝒋 + 𝑪𝒂𝒑𝒆𝒙𝒋 )
(01)
Onde:

𝑶𝒑𝒆𝒙𝒋 = custos de operação total (O&M) correspondentes ao ano j;

𝑪𝒂𝒑𝒆𝒙𝒋 = custos de investimento (em novas centrais ou em adaptações necessárias) em
forma de anualidade correspondentes ao ano j;

J = período considerado, ano base 2013 (1 ano).
Os custos da geração de eletricidade considerados, bem como outros parâmetros, são os
apresentados na Tabela 3 (Losekann et al., 2013; Walter et al., 2014). Para a troca das caldeiras a
óleo combustível por gás natural, considerou-se um custo de investimento de 2200 USS/MW
instalado.
Tabela 3 Parâmetros para cálculos dos custos de geração no Brasil
Fator de
capacidade (%)
60
60
CAPEX
(USS/kW)
1200
850
Óleo Combustível
Gás natural (ciclo simples)
Fonte: (Losekann et al., 2013; Walter et al., 2014)
OPEX
(USS/MWh)
12,0
3,5
Para o cálculo do total de emissões de GEE, considerando Dióxido de Carbono (CO2), metano (CH4)
e óxido nitroso (N2O), foi utilizado a Equação 2.
𝑮𝑬𝑬 = ∑𝒏𝒋=𝟏(𝑪𝑶𝟐𝒋 + 𝑪𝑯𝟒𝒋 + 𝑵𝟐 𝑶𝒋 )
(02)
Onde:
CO2j = toneladas equivalentes de CO2;
CH4j = toneladas equivalentes de CO2 correspondentes ao CH4;
N2Oj = toneladas equivalentes de CO2 correspondentes ao N2O;
J = período considerado, ano base 2013 (1 ano).
Todos os componentes foram expressos em toneladas de CO2 equivalentes, considerando
os fatores de ponderação definidos pelo IPCC (CO2 = 1; MH4 = 25, N2O = 298) (Solomon, 2007).
Os fatores de emissão adotados para o estudo são os estipulados na Tabela 4 (FIESP and CIESP,
2001).
Tabela 4 Emissões de CO2 durante a geração de eletricidade
Combustível
Óleo Combustível
Gás Natural
Emissões (kg CO2/kWh)
0,87
0,38
Fonte: (FIESP and CIESP, 2001)
3 RESULTADOS
Foram levantados dois cenários para a geração de energia termelétrica a óleo combustível
no ano de 2013, sendo um considerando a opção tecnológica de térmica a óleo, como já funciona
até então, e o outro, ocorrendo a substituição dessa capacidade instalada por térmica a gás natural.
Com a aplicação dos índices de custos e de emissões, foi possível mensurar de maneira quantitativa
o impacto da substituição das térmicas a óleo no sistema brasileiro por gás natural. Embora haja
outros critérios passíveis de comparação, como a emissão de outros poluentes (material
particulado, SOx, NOx, CO e compostos orgânicos voláteis) e outros parâmetros, optou-se por
focar apenas em dois indicadores.
No indicador custos, este estudo constatou que a substituição do óleo combustível por gás
natural representa uma economia de 89.199.600 US$ durante o ano de 2013, ou seja, gastos 67%
menores. Embora haja um custo de capital atrelado as adaptações necessárias para fazer a troca
das caldeiras, o CGM é menor para o gás natural devido ao seu menor custo de O&M.
Tabela 5 Comparativo dos custos das termelétricas em estudo durante a geração de eletricidade em 2013
Combustível
Óleo Combustível
Gás Natural
CGM (USS)
132.451.200
43.251.600
Com relação a emissões de GEE, verificou-se redução de 5.444.880 ton CO2, o que em termos
relativos representa cerca de 56%. Os resultados são favoráveis, considerando a necessidade de
emitir menos gases de feito estufa, e os compromissos assumidos pelo Brasil com a lei nº 12.187
de 29 de dezembro de 2009, que instituiu a Política Nacional sobre Mudança do Clima (PNMC)
no Brasil. Cabe ressaltar que mesmo havendo significativas reduções do GEE, as centrais a gás
natural também emitem outros poluentes que causam sérios danos ao ambiente e a saúde pública.
Tabela 6 Comparativo das emissões de CO2 pelas termelétricas em estudo durante a geração de eletricidade em
2013
Combustível
Óleo Combustível
Gás Natural
Emissões (ton CO2)
9.667.440
4.222.560
4 CONCLUSÕES
Este estudo fornece subsídios para comprovar a afirmação de que a substituição das
térmicas a óleo combustível por unidade a gás natural contribui para uma geração com menores
emissões de gases de efeitos estufa e menor custo. De modo específico, pode-se observar e
quantificar tal afirmação para todo o sistema elétrico brasileiro. Considerando a geração das
térmicas a óleo combustível no ano base de 2013, os indicadores utilizados mostram que a tal
substituição contribuiria para a redução de 67% dos custos de O&M e 56% dos GEE. A mudança
de opção tecnológica em questão necessita de investimento para fazer as adaptações necessárias,
mas este custo é compensado pelas diferenças significativas dos custos de O&M, que são bem
menores para o gás natural. Quanto à redução de emissões de GEE, elas são relevantes e
contribuem para as metas voluntárias que o país assumiu e está de acordo com os compromissos
assumidos por alguns países ao redor do mundo. Ressalta-se que este estudo é significativamente
sensível aos custos adotados, sendo assim, uma análise de sensibilidade e um estudo mais profundo
dos preços adotados contribuem para uma abordagem mais realística.
Há um interesse muito grande na atualidade em reduzir as emissões de GEE. Além da
sociedade como um todo, grupos específicos também fazem um discurso contra a utilização de
combustíveis fósseis. Ressalta-se a decisão do G7 em assinar uma declaração conjunta, em que os
países do grupo se comprometem a diminuir as emissões. Essa meta passa essencialmente por
reduzir o consumo de combustíveis fósseis, focar no desenvolvimento de novas tecnologias e
promover a eficiência. A proposta desse trabalho fica restrita aos combustíveis fósseis, mas tratase de uma mudança de opção tecnológica que contribuir decisivamente para melhorias econômicas
e ambientais. E como afirma Moutinho dos Santos (2004), o gás natural exerce um importante
papel para a transição de uma sociedade baseada em combustíveis como petróleo e carvão para
uma nova sociedade possivelmente voltada para fontes renováveis de energia.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Afgan, N.H., Pilavachi, P.A., Carvalho, M.G., 2007. Multi-criteria evaluation of natural gas resources.
Energy Policy 35, 704-713.
Almeida, F., 2002. O bom negócio da sustentabilidade. Nova fronteira, Rio de Janeiro.
ANEEL, 2008. Atlas de energia elétrica do Brasil. ANEEL, Brasilia.
ANEEL, 2015. Banco de Informação da Geração (BIG) - Capacidade de Geração do Brasil.
Borges, F.Q., Borges, F.Q., Filho, H.R.F., 2012. Modelo de Indicadores de Sustentabilidade de Energia Elétrica
para o Setor comercial paraense, XXXVI Encontro da Associação Nacional de Pós-Graduação e Pesquisa em
Administração. ANPAD, Rio de Janeiro, pp. 1-15.
Chaim, R.C.P., 2005. Avaliação sobre a emissão de poluentes na substituição do óleo combustível por gás
natural - estudo de caso em caldeiras geradoras de vapor industrial, Ciências Ambientais. Univerisdade de
Taubaté, Taubaté, p. 65.
EPE, 2014. Balanço Energético Nacional 2014: Ano base 2013, Rio de Janeiro, p. 288.
FIESP, CIESP, 2001. Ampliacao da oferta de energia atraves de biomassa. FIESP/CIESP, São Paulo, pp. 190.
G7, 2015. Leadersʼ Declaration G7 Summit.
Gallopin, G.C., 1997. Indicators and their use: information for decision-making, in: Moldan, B., Billharz, S.
(Eds.), Sustainability Indicators: report on the project on indicators of sustainable developmen. SCOPE,
Wiley, Chichester, pp. 13-27.
Gianpietro, D.V., 2007. Operação econômica no curto prazo considerando térmicas a gás natural, Escola
Politécnica. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de janeiro, p. 81.
Losekann, L., Marrero, G.A., Ramos-Real, F.J., Almeida, E.L.F.d., 2013. Efficient power generating
portfolio in Brazil: Conciliating cost, emissions and risk. Energy Policy 62, 301-314.
Martins, A.R.S., 2001. Caldeiras e Fornos, in: Marques, M., Haddad, J., Martins, A.R.S. (Eds.), Conservação
da energia: eficiência energética de instalações e equipamentos. FUPAI, Itajubá, MG, pp. 300-338.
MME, EPE, 2014. Plano Decenal de Expansão de Energia 2023, in: MME/EPE (Ed.). MME/EPE, Brasilia, p.
438.
Moutinho dos Santos, E., Fagá, M.T.W., Barufi, C.B., Poulallion, P.L., 2007. Gás natural: de uma nova
civilização. Estudos Avançados 21, 67.
Ness, B., Urbel-Piirsalu, E., Anderberg, S., Olsson, L., 2007. Categorising tools for sustainability assessment.
Ecological economics 60, 498-508.
Schlör, H., Fischer, W., Hake, J.-F., 2013. Methods of measuring sustainable development of the German
energy sector. Applied Energy 101, 172-181.
Singh, R.K., Murty, H., Gupta, S., Dikshit, A., 2012. An overview of sustainability assessment
methodologies. Ecological Indicators 15, 281-299.
Solomon, S., 2007. Climate change 2007-the physical science basis: Working group I contribution to the
fourth assessment report of the IPCC. Cambridge University Press.
Walter, A.C.d.S., Filho, G.L.T., Perella, J.A., Soliano, O., 2014. Metodologia para elaboração e validação de
cenários elétricos. Fundação Avina, Itajubá, pp. 1-33.