Usina termelétrica – Funcionamento, Matéria-prima, Matriz Energética

Usinas termelétricas são responsáveis pela geração de energia elétrica a partir da queima de combustíveis variados, como gás natural e bagaços de plantas.

Mesmo tendo o seu custo de construção e impactos ambientais maiores, o gás natural utilizado nesse tipo de usina continua sendo a segunda matéria prima mais utilizada como fonte de geração de energia elétrica.

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Funcionamento de uma usina termoelétrica

Em usinas termelétricas, hidrelétricas e termonucleares, a energia elétrica é produzida a partir de uma turbina, que basicamente é um conjunto cilíndrico de aço que gira em torno de seu eixo no interior de um receptáculo imantado. Na turbina, a energia cinética (de movimento) é transformada em energia elétrica.

O que faz as usinas realizarem a produção de energia de maneira diferente é o tipo de energia primária utilizada para mover as turbinas. No caso das usinas termelétricas, combustíveis são queimados e isso faz com que a pressão do vapor de água aqueça uma caldeira contendo água.

[VEJA TAMBÉM: O QUE SÃO USINAS ELÉTRICAS?]

Matéria-prima utilizada

Esse tipo de usina pode utilizar tanto fontes primárias de matéria-prima renováveis quanto as não renováveis. Podemos citar como matérias primas para uso carvão mineral, nafta, petróleo, gás natural, bagaço de cana-de-açúcar, entre outros.

O carvão mineral e o gás natural ocupam, respectivamente, a segunda e a terceira posições no consumo mundial de energia: o primeiro é responsável por aproximadamente 40% da geração de eletricidade, e o segundo por cerca de 20%. Isso significa que mais da metade da energia elétrica produzida no planeta é obtida em usinas que utilizam carvão mineral ou gás natural como fonte primária de energia.

O carvão mineral é muito mais eficiente por possuir grande poder calorífero e sua queima liberar muito mais energia que a do carvão vegetal, porém, seu uso acarreta sérias agressões ambientais, devido à estrutura molecular que contém enorme quantidade de carbono e enxofre.

Ou seja, logo após a queima de carvão mineral, o carbono e o enxofre são lançados na atmosfera na forma de gás carbônico (CO2) (que agrava o efeito estufa) e de dióxido de enxofre (SO2) (responsável pela chuva ácida).

Já o gás natural, além de ser mais barato e facilmente transportável por meio de dutos, apresenta uma queima quase limpa (pouco poluente) em comparação ao carvão e ao petróleo, por isso, a partir da década de 1980, o consumo de gás natural vem apresentando forte expansão.

Comparação com outras fontes

Comparando com as usinas hidroelétricas, a obtenção de energia elétrica pela termeletricidade é feita com maiores custos e maior impacto ambiental, mas a construção de uma usina desse tipo requer investimentos menores do que de uma hidrelétrica.

A fonte primária de energia das usinas termelétricas tem de ser extraída e transportada (e por vezes importada), o que encarece o produto final: a energia elétrica. Sua vantagem em relação à hidreletricidade é que a localização da usina é determinada pelo mercado consumidor, e não pelo relevo e pela hidrografia, o que possibilita sua instalação nas proximidades da área onde há demanda, acarretando gastos menores na transmissão da energia elétrica obtida.

As usinas hidrelétricas, que têm a maior capacidade instalada de produção no país, produzem energia mais barata e com menos impactos ambientais quando comparadas às usinas termelétricas e termonucleares. Mesmo assim, veremos, a seguir, que o crescimento das termelétricas na matriz energética mundial vem aumentando cada vez mais.

Matriz energética nacional e mundial

A composição da matriz mundial de produção de energia elétrica passou por grandes modificações no período de 1973 a 2010. Houve forte redução da participação da geração por derivados de petróleo (de 24,7% para 4,6%) e da hidreletricidade (de 21% para 16,0%), compensadas por um aumento na participação das termelétricas movidas a gás natural e das usinas nucleares.

No Brasil, o consumo de carvão mineral representa apenas 0,4% do total mundial. Em 2010, cerca de 71% do carvão consumido no país era importado e 29% produzido internamente. O carvão importado é integralmente utilizado em usinas siderúrgicas; da produção nacional, 33% são consumidos em usinas termelétricas, e o restante em indústrias de celulose, cerâmica, cimento e carboquímicas.

Crise de 2001 e apagões

Em 2001, o Brasil sofreu uma crise energética e, em 2009 e 2012, ocorreram “apagões” que mostraram os entraves do setor de energia no país. Com isso, houve a necessidade de buscar maior diversidade na matriz energética brasileira, com o incentivo à instalação de termelétricas para evitar novas crises.

Depois da crise de 2001, a Aneel e os outros órgãos governamentais passaram, entre outras medidas, a incentivar a instalação de usinas termelétricas, principalmente nas localidades próximas a gasodutos, uma vez que a produção de energia elétrica pela queima de gás natural é pouco poluente. A utilização de gasodutos barateia o transporte e permite melhor distribuição geográfica das usinas.

Entretanto, devido à falta de planejamento, em 2012, muitas termelétricas estavam sendo usadas de forma permanente para garantir o abastecimento, o que provocou aumento no preço da energia para as residências, as indústrias e os serviços.

Exercícios Resolvidos:

1) Cite um argumento a favor e um argumento contra o aumento das instalações de usinas hidrelétricas.

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2) Classifique em Verdadeiro ou Falso:

(  ) Entre 1973 e 2010, a geração de energia elétrica utilizando petróleo aumentou na matriz energética mundial.

(  ) A biomassa não é utilizada como matéria-prima para a criação de energia nas termelétricas.

(  ) A queima do carvão mineral acarreta sérios impactos ambientais.

Respostas:

1. A construção de termelétricas requer investimentos menores e ajuda a diversificar a matriz energética brasileira, porém ao ser comparada com as hidrelétricas, ela acaba causando danos maiores ao meio ambiente.

2. F, F, V.