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Universidade de Brasília - UnB Faculdade UnB Gama - FGA

Curso de Engenharia de Energia

A VIABILIDADE DE GERAÇÃO ENTRE HELIOTÉRMICA E FOTOVOLTAICA EM

PETROLINA-PE

Autora: Larissa Guimarães de Oliveira Ramos Orientadora: Prof. Drª Josiane do Socorro Aguiar de

Souza

Brasília, DF 2016

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Larissa Guimarães de Oliveira Ramos

TÍTULO: A VIABILIDADE DE GERAÇÃO ENTRE HELIOTÉRMICA E FOTOVOLTAICA EM PETROLINA-PE

Monografia submetida ao curso de graduação em Engenharia de Energia da Universidade de Brasília, como requisito parcial para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia de Energia. Orientadora: Prof. Drª Josiane do Socorro Aguiar de Souza

Brasília, DF 2016

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CIP – Catalogação Internacional da Publicação*

Ramos, Larissa.

A viabilidade de geração entre heliotérmica e fotovoltaica em Petrolina-PE/Larissa Guimarães de Oliveira Ramos. Brasília: UnB, 2016.37 p. : il.; 29,5 cm.

Trabalho de Conclusão de Curso – Universidade de Brasília

Faculdade do Gama, Brasília, 2016. Orientação: Professora

Doutora Josiane do Socorro Aguiar de Souza.

1. Heliotérmica. 2. Matriz Energética. 3. Petrolina

I. Souza, Josiane. II. Doutora.

CDU Classificação

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Larissa Guimarães de Oliveira Ramos

Monografia submetida como requisito parcial para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia de Energia da Faculdade UnB Gama - FGA, da Universidade de Brasília, em (XX/XX/2016) apresentada e aprovada pela banca examinadora abaixo assinada:

Prof. Doutora: Josiane do Socorro Aguiar de Souza, UnB/ FGA Orientadora

Membro Convidado

Membro Convidado

Brasília, DF 2016

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Dedico este trabalho a Deus por tudo que me proporciona na vida e a minha família.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus, pelo dom da vida, por ter me guiado e me dado forças em todos os momentos até que eu pudesse chegar aqui, a minha mãezinha do céu por toda intercessão, cuidado e proteção.

Aos meus pais, por serem meus grandes incentivadores, deixando de realizar seus sonhos para que eu pudesse realizar os meus, me apoiando em todos os momentos difíceis, sempre orientando e aconselhando. Ainda, acima de tudo agradeço por todo amor, carinho e compreensão.

Ao meu irmão Vitor Guimarães, por todo carinho, amor, união e companheirismo.

A minha avó Maria Elita por ter me recebido em sua casa com todo carinho, sempre se preocupando se eu chegava triste por uma nota baixa ou qualquer outro problema, por virar noites acordada estudando comigo e depois comemorar a vitória de ter passado em cada matéria, pela comida sempre quentinha me esperando e por todas as velas acendidas pra todos os santos possíveis. Assim, me dando forças a obter meu título de engenheira.

A minha avó Maria Luísa, por todas as palavras sabias apoio e carinho. A minha dindinha, Brendinha, Gui e Miguel por todo amor, carinho e apoio

diário. Ao meu namorado Vinicius, por todo carinho, cuidado e compreensão em

momentos de ausência, pelo amor sempre demonstrado da maneira mais pura. A minha amiga Alinne Adley, que mais que uma amiga virou uma irmã, por

todo companheirismo, por todas as noites mal dormidas, por todas as loucuras e choros em lugares mais inusitados.

A minha querida amiga Letícia, por todo carinho, dedicação e apoio, por ser a pessoa com o melhor coração do mundo, por estar sempre comigo em qualquer momento.

As minhas amigas Jéssica e Ingryd, por estarem comigo desde o inicio tornando a batalha diária mais fácil e divertida, por todas as noites mal dormidas, por todas as risadas.

Aos meus amigos João Victor e Thainara, por todos os momentos difíceis que perto de vocês se tornaram engraçados.

A minha orientadora Josiane, por todo apoio, dedicação e puxões de orelha. A todos os meus amigos de graduação que tornaram essa etapa

inesquecível. A todos que de alguma forma fizeram parte dessa etapa da minha vida, me apoiaram e torceram por mim.

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Todos os seus sonhos podem se tornar realidade se você tem coragem para persegui-los Walt Disney

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RESUMO

Atualmente é necessário buscar uma diversificação da matriz energética brasileira, para que não concentre a produção de energia em uma única fonte. No caso do Brasil, há uma predominância de hidrelétricas na matriz. A busca de novas fontes alternativas de energia, as quais não dependam de água e possuam menor potencial poluidor. O objetivo desse trabalho é o estudo da viabilidade de implantação de tecnologias termo solares no Brasil, observando requisitos legais, ambientais e econômicos. As heliotérmicas são similares às termoelétricas, porém são provenientes do calor fornecido pela irradiação solar, que é considerada uma fonte de energia inesgotável e pouco impactante. O princípio dessas usinas é a conversão de energia térmica em mecânica e, posteriormente, através de um gerador, a conversão de energia mecânica em elétrica. Para a execução deste projeto foi necessário elaborar um estudo de caso da usina de Petrolina, a qual é a primeira Heliotérmica instalada no Brasil, para fazer as análises ambientais e econômicas. Conclui-se que quando comparada com usinas fotovoltaicas esse tipo de fonte energética gera mais impactos ambientais e que ainda não é viavel economicamente.

Palavras-chave: Heliotérmica. Matriz energética. Petrolina

ABSTRACT

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Currently it is necessary to seek a diversification of the Brazilian energy matrix, to not concentrate the production of energy from a single source. In Brazil, there is a predominance of hydropower in the array. Making it necessary to search for alternative energy sources, which do not depend on water and have lower pollution potential. The purpose of this work is to study the feasibility of deploying thermosolar technologies in Brazil, observing political, environmental and economic aspects. The heliothermic are similar to thermoelectric, but are from the heat provided by solar radiation, which is considered a source inexhaustible and of low impact energy. The principle of these factory is the thermal energy conversion into mechanical and then through a generator, the conversion of mechanical energy to electricity. For the implementation of this project it was necessary to develop a case study of Petrolina factory, which is the first Heliothermic installed in Brazil, to analysis the environmental and economic aspects. It was concluded that this type of energy source generates less environmental impact when compared with other sources in addition to the great Brazilian potential in this type of generation, since the solar irradiation rate in semi-arid climate is high. Keywords: Heliothermic. Energy Matrix. Petrolina

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Mapa do SIN. Fonte: ONS 2015 ........................................................................... 1 Figura 2. Áreas com potencial de radiação entre 5.0-6.0 anual ...................................... 2

Figura 3: fluxograma da metodologia do trabalho. ............................................................. 6 Figura 4: Esquema de funcionamento de uma heliotérmica durante o dia. ................... 8

Figura 5: Esquema de funcionamento de uma heliotérmica durante a noite. ............... 8

Figura 6: Tecnologia de calha-parabólica .......................................................................... 10 Figura 7: Esquema de funcionamento com tecnologia de torre central. ...................... 11

Figura 8. Funcionamento da tecnologia cilindro parabólico. .......................................... 12

Figura 9. Esquema de geração de energia elétrica com tecnologia Fresnel. .............. 13

Figura 10. Funcionamento de uma usina fotovoltaica ..................................................... 14

Figura 11. Mapa do Brasil com localização Petrolina destacada. ................................. 15 Figura 12. Localização da Usina Heliotérmica em Petrolina/PE. ................................... 17

Figura 13. Fluxograma de impactos diretos e indiretos causados pela Heliotérmica. 23 Figura 14. Fluxograma de impactos diretos e indiretos causados pela Heliotérmica. 24

Figura 15. Tabela excel demonstrando as células onde estão os valores desejados.. .................................................................................................................................................. 29

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LISTA DE QUADROS

Quadro 1. Iniciativas no Setor Energético ........................................................................... 3 Quadro 2. Enquadramento legal. ........................................................................................ 18

Quadro 3: Riscos e impactos ambientais da usina heliotérmica. .................................. 20 Quadro 4.Riscos e impactos ambientais da usina fotovoltaica. ..................................... 21

Quadro 5: dados de irradiação direta em Petrolina. ........................................................ 30

Quadro 6: valor do kWh/(m²a)) e conversão para o real. ................................................ 30 Quadro 7: Analise econômica heliotérmica. ...................................................................... 31

Quadro 8: valor do kWh/(m²a)) e conversão para o real. ................................................ 31

Quadro 9. Analise econômica fotovoltaica. ....................................................................... 32

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SUMÁRIO

AGRADECIMENTOS ............................................................................................................ v

RESUMO ............................................................................................................................ viii

ABSTRACT ........................................................................................................................ viii

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. x

LISTA DE QUADROS .......................................................................................................... xi

SUMÁRIO ............................................................................................................................ xii

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 1

2. OBJETIVOS............................................................................................................... 5

2.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................................................... 5

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................. 5

3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS GERAIS .................................................... 6

4. CONSIDERAÇÕES TEORICAS SOBRE AS TECNOLOGIAS .................................. 7

4.1 FUNCIONAMENTO DAS TECNOLOGIAS CSP E FOTOVOLTAICA: ........................................................ 7

4.2 FUNCIONAMENTO DE UMA USINA FOTOVOLTAICA ............................................................................ 13

5. HISTÓRICO DA HELIOTÉRMICA E FOTOVOLTAICA DE PETROLINA ......................................... 14

5.1 O PROJETO DE IRRIGAÇÃO PONTAL SUL ............................................................................................ 16

6. VIABILIDADE AMBIENTAL E ECONÔMICA DO PROJETO HELIOTÉRMICA EM

PETROLINA VERSUS USINA DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA ....................................... 17

6.1 VIABILIDADE AMBIENTAL ....................................................................................................................... 18

6.1.1 Riscos e impactos ambientais: enquadramento legal ................................ 19

6.1.2 Matrizes de Interações ................................................................................... 22

7 CONCLUSÃO .......................................................................................................... 32

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................... 33

1

1. INTRODUÇÃO

A região sudeste apresenta concentração (42,2%) do total da população,

no entanto essa tem 2,7 % dos recursos hídricos brasileiros. Enquanto que a

região Norte tem a menor concentração populacional do país e 68,5% de seus

recursos hídricos (IBGE, 2010). Existem diferenças entre o potencial de

recursos hídricos e a demanda enérgica das regiões.

As diferenças entre potencial de geração de energia e demanda são

minimizadas pelo Sistema Interligado Nacional(SIN), que consiste em um

sistema de transporte de energia com geração e linhas de transmissão,

permitindo um melhor aproveitamento das fontes de energia que o compõe

(ONS,2015). O mapa representativo do SIN pode ser visualizado na Figura 1.

Figura 1. Mapa do SIN. Fonte: ONS 2015

As fontes energéticas do SIN são usinas hidrelétricas, e com a presente

instabilidade climática no Brasil, os recursos hídricos estão esgotando, no ano

de 2012 houve uma ameaça de apagão e em 2015 a crise hídrica afetou

algumas regiões com a ameaça da falta de energia (ARAUJO, 2016).

2

Essa instabilidade dos recursos hídricos, motiva o país a diversificar sua

matriz energética, incentivando a busca por novas fontes de energia

proveniente de ventos, sol ou biomassa (ARAUJO, 2016).

Na tentativa de diversificação da matriz o Governo Federal do Brasil

propôs ao P&D um edital de investimento incluindo usinas heliotérmicas, que

são usinas de geração de energia por meio do calor fornecido pela irradiação

solar. O interesse nesse tipo de energia é oriundo do fato de ser similar às

termoelétricas, porém provenientes de uma fonte inesgotável e menos

impactante ao se comprar com o carvão ou gás (LODI, 2011).

As heliotérmicas devem ser instaladas em regiões semiáridas e com

elevada incidência diária. O Brasil é um país que possui diversas áreas com

níveis elevados de irradiação direta. O país recebe uma insolação diária

superior a 3000 horas por ano. A região com maior incidência diária é o

nordeste que recebe de 5.0 a 6.0 kWh (AZEVEDO E TIBA, 2013). Como

apresentado na Figura 2.

Fonte: AZEVEDO E TIBA, 2013

O nordeste brasileiro se localiza na zona quente, o clima predominante é

o semiárido. O clima apresenta baixa variação de temperatura, baixa

nebulosidade e baixa umidade. A região tem disponibilidade de água (Rio São

Francisco) e alto índice de irradiação direta (LODI, 2011).

Figura 2. Áreas com potencial de radiação entre 5.0-6.0 anual

3

Nos dias de hoje, o governo federal oportunizou a implementação e

plantas demonstrativas de tecnologias de geração a partir de energias

renováveis. Suas ações foram publicação de editais de P&D; criação de

programas; leilões e novas políticas públicas, apresentadas no Quadro 1.

Quadro 1. Iniciativas no Setor Energético

Programa Ano Objetivos

Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL)

1985

Promove o uso eficiente da energia elétrica, combatendo o desperdício e reduzindo os custos e os investimentos setoriais.

Programa Nacional da Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e Gás Natural

1991

Racionalizar o consumo dos derivados do petróleo e do gás natural; reduzir a emissão de gases poluentes na atmosfera; promover a pesquisa e o desenvolvimento tecnológico; e fornecer apoio técnico para o aumento da eficiência energética no uso final da energia.

Programa de incentivo as fontes alternativas de energia elétrica. (PROINFA)

2002

Desenvolvido pelo Ministério de Minas e Energia (MME), tem por finalidade o incentivo a produção de energia elétrica através de fontes renováveis e alternativas de energia.

Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel

2004

Regulamenta a produção e distribuição de biodiesel proveniente de oleaginosas.

Fonte: Elaboração a partir de informações da Eletrobrás (2010).

A motivação que levou a esse estudo de caso foi o questionamento de

que embora a heliotérmica de Petrolina tenha a previsão de gerar 1 MW e a

legislação dispense Estudos de Impactos Ambientais e o Relatório de Impactos

Ambientais EIA/RIMA, ela pode causar impactos negativos no solo, água,

fauna e flora e também apresentar riscos ambientais que poderão causar

danos locais e regionais. Então qual será enquadramento legal e viável

correto? E o mercado interno for favorável a essa tecnologia, qual o custo

financeiro e ambiental?

A partir do ineditismo nos projetos surgiu a motivação deste trabalho. O

intuito é analisar as duas formas de geração de energia e estabelecer uma

comparação entre ambas no âmbito ambiental e econômico.

O foco principal é o projeto demonstrativo da Heliotérmica em Petrolina

esta em processo mais adiantado que as demais no país. A busca por dados e

informações sobre usinas com capacidade instalada para Petrolina foi difícil.

4

A indisponibilidade de dados em rede digital sobre usinas heliotérmicas

dificultou a identificação de usinas com igual capacidade. Foi identificado

usinas com capacidade muito superior impossibilitando uma comparação entre

as mesmas.

Considerou-se então a possibilidade de que outra tecnologia que utilize

fonte solar seja mais viável para se propor nesse estudo a realizar analises

ambientais e econômicas da usina heliotérmica de Petrolina com a fotovoltaica

no mesmo município.

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

O objetivo do trabalho é estudar a implantação da tecnologia

heliotérmica no Brasil comparando-a com a fotovoltaica por meio da análise de

viabilidade ambiental e econômica.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar e caracterizar o índice de insolação no Nordeste

Brasileiro;

Identificar a demanda de energia local em Petrolina;

Estudar o caso da heliotérmica demonstrativa em Petrolina;

Fazer analise de viabilidade ambiental e econômica na heliotérmica

em Petrolina;

Comparar a tecnologia heliotérmica com a fotovoltaica em Petrolina;

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3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS GERAIS

A metodologia utilizada nesta pesquisa foram estudos para

levantamento de dados secundários, entrevistas e publicações acadêmicas.

Espera-se que este trabalho possa servir como suporte para um melhor

entendimento sobre o funcionamento e viabilidade da implantação de usinas

heliotérmicas no Brasil, tendo como foco principal a primeira usina da América

Latina que será implantada no nordeste do país em Pernambuco (Plataforma

Online de Heliotermia, 2015).

Os procedimentos metodológicos apresentados na Figura 1

correspondem às etapas gerais. Elas estão de acordo com os objetivos e

cronogramas. Os detalhamentos metodológicos das analises ambiental e

econômica foram feitos no capítulo que trata sobre esse assunto com o intuito

de subsidiar mais a compreensão do leitor.

Figura 3: fluxograma da metodologia do trabalho. Fonte: Própria

7

4. CONSIDERAÇÕES TEORICAS SOBRE AS TECNOLOGIAS

Nesse capítulo discute-se o referencial teórico das duas tecnologias com

imagens para melhor compreensão.

4.1 FUNCIONAMENTO DAS TECNOLOGIAS CSP E FOTOVOLTAICA:

O sistema de captação de uma usina heliotérmica é formado por

coletores solares (espelhos de reflexão), tubos receptores, fluidos e sais

fundidos. Podendo ser definidos como:

Coletores solares são trocadores de calor que captam a energia

do sol e convertem em energia térmica (calor) (MALAGUETA,

2013).

Tubo receptor é o local onde o fluido é armazenado.

Fluido de alta capacidade térmica que durante o processo troca

calor com a água. Existem diversos tipos de fluidos que podem

participar do processo, a exemplo de sais fundidos, óleos

térmicos, agua e ar.

O sistema de captação heliotérmica do tipo cilindro parabólico tem início

nos coletores (espelhos) que se deslocam de acordo com a posição do sol e

refletem o calor produzido para um receptor, ele concentra a radiação em tubos

absorvedores local onde é armazenado o fluido de alta capacidade térmica que

quando superaquecido troca calor com água gerando um vapor e

movimentando as pás de uma turbina que está ligada a um gerador que produz

energia elétrica. O vapor resfriado é condensado e volta à rede de tubos da

caldeira, o fluido após transferir seu calor, também é reciclado, retornando para

o sistema e reiniciando o ciclo (RWE to energy to lead, 2016).

Quando a radiação solar é suficiente para gerar a eletricidade o

processo começa a acumular energia no sistema de armazenamento até o

mesmo estar totalmente preenchido com sal liquido. O sistema de

armazenamento é composto por dois tanques um com sal frio e outro quente,

seu funcionamento consiste em um bombeamento de sais frios, os quais

possuem em sua composição potássio, sódio e sais de nitrato, através de um

8

permutador de calor para o tanque com óleo quente (RWE to energy to lead,

2016). Como apresentado na Figura 3.

Figura 4: Esquema de funcionamento de uma heliotérmica durante o dia. Fonte: RWE to energy to lead, 2016.

Em dias nublados ou à noite, o campo solar pode não conseguir fornecer

a energia necessária para acionar a turbina, portanto torna-se necessário o uso

da energia armazenada em conjunto com a fornecida pelo receptor. Desta

forma o sal quente é bombeado para o tanque frio, devolvendo a energia

térmica para o circuito de óleo (RWE to energy to lead, 2016). Como

apresentado na Figura 4.

Figura 5: Esquema de funcionamento de uma heliotérmica durante a noite. Fonte: RWE to energy to lead, 2016.

9

Alguns sistemas não possuem armazenamento e então permitem o

acoplamento a sistemas híbridos, como caldeiras de biodiesel, biomassa, gás

natural e carvão, para garantir a estabilidade da geração de energia.

Os espelhos utilizados em heliotérmicas tem cerca de 93% de reflexão,

eles possuem diferentes dimensões para o interior e exterior da calha. O

espelho de varredura a laser tem 1000 pontos de medição. Cada espelho está

ancorado em quatro pontos da estrutura de aço. Espelhos, suportes e adesivos

todos tem o mesmo coeficiente de dilatação, garantindo durabilidade mesmo

sob temperaturas extremas. Estudos feitos na Califórnia apontam que mesmo

depois de duas décadas de utilização dificilmente é detectada uma perda de

qualidade (RWE TO ENERGY TO LEAD, 2016).

As tecnologias utilizadas nas usinas Heliotérmicas podem ser

apresentadas e caracterizadas abaixo:

Cilindro Parabólico (ou calha parabólica):

Este sistema é composto por diversas fileiras paralelas de espelhos

côncavos conectados. É a tecnologia mais madura e mais utilizada para

captação de calor. Os coletores cilindro-parabólicos podem alcancar

temperaturas entre 50° C e 400° C e seu receptor é um tubo acoplado na

própria placa e coberto por um cilindro de vidro para evitar a perda de calor.

Como apresentado na Figura 6 (KALOGIROU, 2009).

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Figura 6: Tecnologia de calha-parabólica Fonte: Brasil, 2015.

Torre solar:

Um campo de energia heliotérmica com torre solar é composto por

heliostatos que conseguem concentrar a luz solar até 1000 vezes e atingem

temperaturas de até 1000°C. Heliostatos são definidos como conjuntos de

espelhos planos (ou levemente côncavos). Eles possuem um sistema de

rastreamento do sol em dois eixos, geralmente ficam em um campo circular e

refletem calor para o receptor.

No caso deste sistema é uma torre central, a qual deve permanecer fixa

para absorver a radiação concentrada pelos heliostatos e a converte em calor.

Este é conduzido por meio de um fluido de transferência de calor que passa

por ele um sal fundido. A energia calorífica contida no sal é utilizada para gerar

vapor e assim rotaciona as pás da turbina ligada ao gerador localizado na base

da torre (KALOGIROU, 2009). Como apresentado na Figura 7.

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Figura 7: Esquema de funcionamento com tecnologia de torre central. Fonte: Brasil, 2015.

Discos Parabólicos:

O disco parabólico é um refletor em formato de parábola que rastreia o

sol em dois eixos concentra sua luz solar em um receptor localizado no ponto

focal do espelho, o fluido armazenado no receptor absorve o calor e transfere

para motor Stirling (ou microturbina) (KALOGIROU, 2009). Pode ser

visualizado na Figura 8.

Dentre as tecnologias heliotérmicas, o disco parabólico é novo e está em

fase de estudo, ainda não é possível utilizar o sistema de armazenamento na

mesma, diferente das outras tecnologias, porém pode ser acoplado ao sistema

de hibridização (LODI, 2011).

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Figura 8. Funcionamento da tecnologia cilindro parabólico.

Fonte: Brasil, 2015.

Linear Fresnel:

Esses coletores possuem duas variações: o coletor de lentes e o refletor

linear. O primeiro é constituído por um material plástico transparente com um

receptor que concentra os raios. O segundo possui tiras planas lineares de

espelhos, nesta tecnologia os espelhos podem ser dispostos de diferentes

formas, porém deve-se atentar a disposição dos espelhos para que um não

faça sombra no outro (RWE to energy to lead, 2016). O esquema de geração

de energia elétrica com tecnologia linear Fresnel pode ser visualizado na

Figura 9.

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Figura 9. Esquema de geração de energia elétrica com tecnologia Fresnel. Fonte: Brasil, 2015.

4.2 FUNCIONAMENTO DE UMA USINA FOTOVOLTAICA

O Painel Solar reage com a luz do sol e produz energia. Os painéis

solares, instalados são conectados uns aos outros e então conectados no

Inversor Solar. O inversor solar converte a energia solar dos painéis

fotovoltaicos Corrente Continua (CC) em Corrente Alternada (AC) A energia

que sai do inversor solar vai para o relógio para contabilizar a energia injetada

na rede e depois vai para a rede de distribuição ou transmissão. O fluxograma

da Figura 10 mostra como funciona esse sistema.

14

Figura 10. Funcionamento de uma usina fotovoltaica Fonte: GROTH, 2013.

5. HISTÓRICO DA HELIOTÉRMICA E FOTOVOLTAICA DE

PETROLINA

Em 2015 a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) em parceria

com a Chesf e Cepel publicou o edital de projeto estratégico: “Desenvolvimento

de tecnologia nacional de geração heliotérmica de energia”. O projeto em

questão visa à inserção da geração heliotérmica na matriz energética brasileira,

incentivar o desenvolvimento da tecnologia, impulsionar o aprendizado em

universidades e cursos, viabilizar economicamente a produção, instalação e

monitoramento desse tipo de usina no país.

Para isso é previsto a realização de leilões de energia, nos quais

poderiam concorrer as empresas enérgicas ou cooperadas com outras

empresas. Para participar do leilão é exigido das empresas o estudo sobre: a

incidência solar no local onde será instalada a usina, estudo de valor do MW/h,

leis locais para implantação e previsão do tempo de implantação de 48 meses

(ANEEL, 2015).

No ano de 2014 a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL)

realizou um leilão para contratar energia incluindo 240 MW em projetos

heliotérmicos na região do semi-árido (ANEEL, 2014).

15

A publicação da chamada 013/2011 de um P&D da Aneel tinha por

objetivo a inscrição de projetos para a implementação de um sistema

fotovoltaico entre 0,5 e 3 MW para conexão direta ou indireta na rede de

distribuição ou transmissão de energia elétrica, o projeto de Petrolina foi um

dos contemplados, este terá capacidade de produção de 3MW sendo que 2,5

MW serão injetados na rede e 0,5 serão utilizados para estudos.

Os estudos de viabilidade técnica e econômica são importantes na

decisão de investir em empreendimentos de geração de energia. Esses irão

indicar se há ou não a possibilidade de investimento da empresa,

consequências do investimento, permitir avaliar o retorno e descartar os

possíveis fracassos da empresa, tanto nos âmbitos econômico, técnico e

ambiental.

O presente capítulo realizará um estudo de caso sobre a primeira usina

Heliotérmica do Brasil, localizada em Petrolina- PE (Figura 9).

Região nordeste do Brasil, local onde também esta em funcionamento

uma usina termoelétrica desde o ano de 2002, a potência transferida

anualmente pela termoelétrica é de 1.121.280Mwh. O consumo de energia na

cidade no ano de 2015 foi de 551.479Mwh (BDE, 2015).

O PIB de Petrolina em 2010 era de aproximadamente R$ 3.150.000.

Figura 11. Mapa do Brasil com localização Petrolina destacada. Fonte: Google maps, 2016.

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5.1 O PROJETO DE IRRIGAÇÃO PONTAL SUL

A plataforma experimental será implantada no projeto irrigação Pontal

Sul (em Petrolina), em um terreno cedido pela Companhia de Desenvolvimento

dos Vales do São Francisco e do Parnaíba (Codevasf). A Cepel fez um estudo

que indicou essa área como a melhor para a implantação de heliotérmica

(CODEVASF,2016).

O projeto Irrigação Pontal tem como objetivo contribuir para o

desenvolvimento da região semiárida por meio da agricultura irrigada no

contexto da sustentabilidade ambiental. Ele tem como área cerca de 7,7 mil ha

(área rural de Petrolina). São perspectivas futuras melhorar o processo

produtivo, elevar a produção e a produtividade das safras agrícolas, geração de

renda, aumento da oferta de alimentos e propiciar a abertura de empregos

diretos e indiretos (CODEVASF,2016).

A população beneficiada pelo projeto é de 32.411 com previsão de

geração de 7.600 empregos diretos e 15.310 empregos indiretos (CODEVASF,

2016).

O que divide o projeto entre sul e norte é um riacho pontal. A parte sul é

onde será instalada a heliotérmica tem uma área de 3.588 há (CODEVASF,

2016). (vide Figura 10).

Clima predominante é o semiárido, caracterizado pela escassez e

irregularidade de chuvas; o solo é Argissolo, latossolo, Cambissolo e as

culturas principais são caju, maracujá e goiaba; o bioma é caatinga, com

espécies de mandacaru e cactos que são caracterizados por sua captação de

água e sobreviverem à seca (CODEVASF,2016).

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Figura 12. Localização da Usina Heliotérmica em Petrolina/PE. Fonte: IBGE. Mapa Municipal Estatístico, 2003. CODEVASF, junho, 2004

O clima e a posição do local na planta de instalação favorece a

instalação de usinas com aproveitamento solar.

Esse empreendimento já está com duas etapas concluídas, sendo uma

a instalação de uma estação meteorológica para coleta dos dados na região, e

a segunda é o contrato com a Enolcon, empresa alemã que irá assessorar e

acompanhar toda a implantação (TIBA, 2015).

6. VIABILIDADE AMBIENTAL E ECONÔMICA DO PROJETO HELIOTÉRMICA EM PETROLINA VERSUS USINA DE GERAÇÃO FOTOVOLTAICA

Todas as atividades realizadas pelo homem irão causar efeitos ao meio

ambiente. Logo a geração de energia solar e solar térmica também podem

causar alterações, estas geram riscos que podem causar impactos.

Considera-se neste trabalho que impactos ambientais podem ser

conceituados como qualquer alteração no meio ambiente em um ou mais de

seus componentes, provocada por ação humana (Moreira, 1992, p.113). E os

riscos ambientais como probabilidade de ocorrência de danos ao ambiente

físico e biótico, decorrentes da exposição a condições adversas ou a um

evento indesejado (danos à qualidade de vida) (Lima e Silva et al, 1999).

Petrolina

Projeto

Pontal Sul

18

Com a intenção de causar a menor quantidade de impactos possível ao

ambiente, a instalação de qualquer empreendimento energético deve ter

licenças e para a obtenção das mesmas deve ser emitido um estudo de

impactos ambientais para empreendimentos que gerem a cima de 10 MW e

para os demais deve ser feito uma avaliação de impactos.

Este trabalho usou como base para seu desenvolvimento as legislações

expostas no quadro 2.

Quadro 2. Enquadramento legal.

Legislação/ norma Disposição

A LEI FEDERAL Nº

6.938/81. No Art. 10

Estabelece que a construção, instalação, ampliação e funcionamento de estabelecimentos e atividades utilizadoras de recursos ambientais, considerados efetiva e potencialmente poluidores, ou causar degradação ambiental, dependerão licenciamento de órgão competente, integrante do SISNAMA ou, do IBAMA, em caráter supletivo, sem prejuízo de outras licenças exigíveis.

RESOLUÇÃO

CONAMA N.º 06/1987

Dispõe sobre o licenciamento ambiental de obras do setor de geração de energia elétrica

RESOLUÇÃO

CONAMA

N.º 237/1997

Dispõe sobre os critérios para o licenciamento ambiental em território Nacional

Fonte : Elaboração a partir de informações disponíveis em legislações.

Para implementar um projeto existem algumas licenças ambientais que

devem ser requeridas. São elas: licença prévia, que precisa ser requerida no

início do estudo de viabilidade. Ela aprova a localização e concepção abstrata

do empreendimento. Após a obtenção da licença prévia deve-se realizar a

licença de instalação, que deve vir antes do início da efetiva implantação do

empreendimento, esta aprova a instalação da usina, planos, projetos e

medidas de controle ambiental e, por fim, é necessário obter a Licença de

operação depois dos testes realizados, e com a confirmação de que as

licenças anteriormente aprovadas estão coerentes, recebendo esta licença a

usina pode entrar em operação (BRASIL, 1997).

6.1 VIABILIDADE AMBIENTAL

Foram realizadas três analises para se definir a viabilidade ambiental do

empreendimento, a primeira análise se baseou na avaliação de riscos e

impactos organizados segundo as atividades em cada fase dos

19

empreendimentos. A segunda analise ambiental foi realizada no âmbito do

método de avaliação de impactos por meio de fluxogramas. COLOCAR

TERCEIRA ANALISE AQUI

6.1.1 Riscos e impactos ambientais: enquadramento legal

As atividades energéticas são bastante agressivas ao meio ambiente,

desde a sua concepção até seu descomissionamento.

O processo de geração heliotérmica requer um complexo sistema para

seu funcionamento, seu processo é dividido em dois blocos sendo um térmico

e outro de potência, devido às dimensões dos dois blocos é necessário o

desmatamento de uma extensa área para abranger todo o sistema. Já o

sistema fotovoltaico é menos complexo e ocupa uma menor área para geração,

Causando um menor impacto para essa atividade.

Fundamentado na legislação ambiental do Brasil e nas atividades dos

empreendimentos foi realizada essa análise onde foram identificados alguns

riscos e impactos que estão demonstrados nos quadros 3 e 4.

Para que usinas entrem em operação são necessárias licenças ambientais, para obtenção dessas licenças é necessário um estudo sobre a área onde será implantada a usina, tendo como base os impactos, quando os impactos são identificados como esta exposto na tabela é possível manter o controle seguindo o que esta exposto na legislação ou norma. A exemplo o risco de ani

20

Fase do projeto Atividade Aspectos Impactos/ Riscos Legislação Exposição

Fase de instalação Desmatamento -Alteração e/ou degradação da paisagem

-Perda de cobertura vegetal;

-Alterações morfológicas e instabilidade temporária da

superfície.

-Alteração da dinâmica dos ecossistemas locais.

Perda do bioma local. Retirada de arbóreos.

LEI Nº 12.651, DE 25 DE MAIO DE 2012.

Dispõe sobre a proteção da vegetação nativa.

Fase de instalação Armazenagem e manuseio de produtos químicos

(óleos e graxas)

-Geração de resíduos sólidos Riscos de contaminação do solo. Lei nº 6.938: dito anteriormente.

CONAMA nº 460/2013

Dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para

o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas

substâncias em decorrência de atividades antrópicas.

Fase de instalação Remoção de tocas e

esconderijos de

determinadas espécies

-Diminuição de potencial

ecológico (atributos

ambientais e biodiversidade) - Afugentamento e fuga

da fauna local.

Riscos de acidentes com animais ou

causados por animais.

Lei nº 10.406, de 10 de

janeiro de 2002

Determina, em seu art. 1.228, § 1o, que o direito de propriedade deve

ser exercido de modo que sejam preservados a flora, a fauna, as

belezas naturais, o equilíbrio ecológico e o patrimônio histórico e artístico, bem como evitada a poluição do ar e das águas;

Fase de operação Aquecimento do fluido Aquecimento do fluido Perda de alguns biomas da fauna e flora.

Lei nº 10.406, de 10 de janeiro de 2002

Determina, em seu art. 1.228, § 1o, que o direito de propriedade deve ser exercido de modo que sejam preservados a flora, a fauna, as

belezas naturais, o equilíbrio ecológico e o patrimônio histórico e

artístico, bem como evitada a poluição do ar e das águas;

Fase de operação Transporte do fluido Vazamento no solo Contaminação do solo e água

subterrânea

Lei nº 6.938, de 31 de

agosto de 1981,

CONAMA nº 460/2013

Lei nº 6.938: dito anteriormente.

CONAMA nº 460/2013

Dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para

o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas

substâncias em decorrência de atividades antrópicas.

Fase de operação Captação de a luz solar Reflexão de luz solar sobre

as placas.

-Ofuscamento causado pela

reflexão.

- Mudança de rota das aves ou queimaduras em suas penugens e

consequente morte das mesmas.

Lei nº 10.406, de 10 de

janeiro de 2002

Determina, em seu art. 1.228, § 1o, que o direito de propriedade deve

ser exercido de modo que sejam preservados a flora, a fauna.

Fase de manutenção Lavagem dos espelhos Consumo de água para

lavagem dos espelhos. Aproximadamente

9.062m3 de água.

Depreciação dos recursos hídricos LEI No 10.204, DE 22 DE

FEVEREIRO DE 2001.

Preservação dos recursos hídricos e melhor implementação dos

objetivos da Política Nacional de Recursos Hídricos.

Quadro 3: Riscos e impactos ambientais da usina heliotérmica. Fonte: Elaboração a partir de informações disponíveis em legislações.

21

Quadro 4.Riscos e impactos ambientais da usina fotovoltaica. Fase do projeto Atividade Aspectos Impactos/ Riscos Legislação Exposição

Fase de instalação

Desmatamento

-Alteração e/ou degradação da paisagem -Perda de cobertura vegetal; -Alterações morfológicas e instabilidade temporária da superfície. -Alteração da dinâmica dos ecossistemas locais.

Geração ou acirramento de processos erosivos e alterações do comportamento hídrico e do fluxo hidrológico superficial.

LEI Nº 12.651, DE 25 DE MAIO DE 2012.

Dispõe sobre a proteção da vegetação nativa.

Fase de instalação Armazenagem e manuseio de produtos químicos (óleos e graxas)

-Geração de resíduos sólidos Riscos de contaminação do solo. Lei nº 6.938: dito

anteriormente.

CONAMA nº 460/2013

Dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas substâncias em decorrência de atividades antrópicas.

Fase de instalação Remoção de tocas e esconderijos de determinadas espécies

-Diminuição de potencial ecológico (atributos ambientais e biodiversidade) - Afugentamento e fuga da fauna local.

Riscos de acidentes com animais ou causados por animais.

Lei nº 10.406, de 10 de janeiro de 2002

Determina, em seu art. 1.228, § 1o, que o direito de propriedade deve ser exercido de modo que sejam preservados a flora, a fauna, as belezas naturais, o equilíbrio ecológico e o patrimônio histórico e artístico, bem como evitada a poluição do ar e das águas;

Fase de operação Captação de a luz solar Possível reflexão de luz solar sobre as placas.

Ofuscamento causado pela reflexão.

Lei nº 10.406, de 10 de janeiro

de 2002

Determina, em seu art. 1.228, § 1o, que o

direito de propriedade deve ser exercido de

modo que sejam preservados a flora, a fauna.

Fase de operação Lavagem das placas solares Uso de recursos hídricos Depreciação dos recursos hídricos LEI No 10.204, DE 22 DE

FEVEREIRO DE 2001.

Preservação dos recursos hídricos e melhor implementação dos objetivos da Política Nacional de Recursos Hídricos.

Fase de decomissionamento Desinstalação da usina - lixo eletrônico, de difícil biodegradação e tóxico.

Risco de contaminação do solo e águas superficiais.

Lei nº 6.938: dito

anteriormente.

CONAMA nº 460/2013

Dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas substâncias em decorrência de atividades antrópicas.

Fonte: Elaboração a partir de informações disponíveis em legislações.

22

Para cada tipo de impacto existe uma legislação que o regulamenta,

dispondo do uso ou forma de processo, para evitar que ocorra o impacto ou

para mitigação dos mesmos. Analisando os quadros é possível identificar que

as atividades e as legislações que regulamentam são muito semelhantes,

devido a isso é necessário buscar outras formas de analise para se obter um

resultado mais confiável.

6.1.2 Matrizes de Interações

No método de avaliação de impactos utilizado desenvolvem-se

diagramas ou fluxogramas, apresentando as modificações que ocorrem na

cadeia, sendo estes, impactos diretos e indiretos que podem resultar de uma

construção ou implantação de um empreendimento [12].

A avaliação de impactos ambientais foi realizada através do método de

redes de iteração, este relaciona uma sequência de impactos a partir de uma

atividade realizada. No caso deste trabalho foi utilizado o método de

fluxograma mostrando a cadeia de impactos negativos diretos e indiretos que

ocorrem em consequência da atividade realizada. Os impactos foram

considerados em duas ordens, meio físico (recursos hídricos e solo) e biótico

(fauna e flora) [13].

Para a elaboração do fluxograma foi considerado o quadro de riscos e

impactos apresentado anteriormente.

Neste fluxograma as atividades analisadas são as maiores causadoras

de impactos negativos na implementação de uma heliotérmica, estas atividades

causam desmatamentos, contaminação e aquecimento do solo, provocando

erosões, danos à fauna e flora, podendo ser permanentes ou não. (vide Figuras

13 e 14)

23

Figura 13. Fluxograma de impactos diretos e indiretos causados pela Heliotérmica. Fonte: Própria

Observa nesses fluxogramas que algumas atividades podem gerar dois

impactos secundários ou impactos secundários e terciários, esses fluxogramas

analisam somente os impactos causados e a sua ordem de grandeza. Nestes

fluxogramas também é possível observar que os maiores impactos serão

causados ao solo e a água.

24

Figura 14. Fluxograma de impactos diretos e indiretos causados pela Heliotérmica. Fonte: Própria.

As atividades impactam direta e indiretamente o ambiente, porém alguns

impactos afetam diretamente a população nativa. Em locais onde o clima

predominante é o semiárido como em Petrolina a água é escassa e caso seja

de poluída ou haja consumo elevado da mesma a população pode sofre com a

falta de água para necessidades básicas.

Comparando as duas formas de analise é perceptível que as

heliotérmicas possuem uma maior quantidade de atividades que impactam o

ambiente.

6.1.3 Analise de Leopold

Para dar continuidade a avaliação de impactos foi estudada e adaptada

a este projeto a matriz de Leopold.

A matriz de Leopold é utilizada para a avaliação de impactos em locais

onde é desejada à implantação de projetos. A primeira parte para a construção

da matriz de Leopold é a interação entre atividades e impactos que já foi

25

realizada no capítulo anterior, a segunda parte é a atribuição de escores

estabelecendo uma escala para a magnitude e importância de cada impacto.

A magnitude refere-se ao grau de alteração provocado pela atividade ao

ambiente e a importância é o peso relativo a parte afetada pelo projeto [22].

Existem vários atributos para cada um porem neste trabalho foi considerado

para magnitude, extensão e periodicidade e para importância ação e ignição,

pois são os que podem melhor auxiliar nesta analise. (vide Figura X).

Foram utilizados os quadros 5 e 6 para a quantificar os mesmos.

Magnitude = Extensão + Periodicidade

Característica Escore

Extensão (Peso: 1 a 3) Tamanho da ação ambiental do empreendimento ou área de influência real.

Pequena extensão Média extensão Grande extensão

1 2 3

Periodicidade (Peso : 1 a 3) Duração do efeito da ação. Tempo que o efeito demora a terminar.

Ação temporária: cessa quando para a ação; Ação variável: não se sabe quando termina o efeito após cessar a ação; Ação permanente: não cessa mesmo parando a ação.

1 2 3

Quadro 5: Ponderação dos valores (pesos) para os atributos de magnitude

Importância = Ação + Ignição Escore

Ação (peso de 1 a 4) Número de impactos que a ação causa

Primária: 1 causa = 1 impacto Secundária: 1causa = 2 impactos Terciária: 1 causa = 3 impactos Enésima: 1 causa = n impactos

1 2 3 4

Ignição (1 a 3) Tempo que a ação leva para aparecer. É o intervalo de tempo entre ação e efeito

Imediata: causa = efeito simultâneo Médio prazo : causa =

1

26

efeito simultâneo ou tempo depois Longo prazo: causa = surge efeito tempo depois

2 3

Quadro 6: Ponderação dos valores (pesos) para os atributos de magnitude

Considerando os impactos apresentados no fluxograma e buscando a

mitigação dos mesmos, foram feitas considerações a respeito dos impactos

apresentados, sendo estes também critérios que serão utilizados como

indicadores para quantificação na matriz de Leopold.

Consumo de água

A água é utilizada em usinas CSP, como vapor para girar as turbinas,

resfriamento e em CSP e PV para limpar o pó dos espelhos. Uma das

alternativas para a diminuição do consumo de água seria utilizar o processo de

resfriamento a seco. [10]

Erosão do solo

Os locais propícios para a implantação de CSP e PV são locais

semiáridos de clima seco e com ventos fortes, devido a estas condições o solo

fica mais vulnerável ao acontecimento de erosões. Uma solução seria utilizar

os coletores como quebras vento para proteger o solo e diminuir a erosão. [10]

Contaminação do solo e águas subterrâneas

Para a instalação de usinas CSP e PV são utilizados produtos químicos,

como por exemplo, óleos e graxas, estes quando derramados em grande

quantidade no solo podem contaminar o solo e também as águas que passam

por esses locais. Uma alternativa seria conscientizar os funcionários da

empresa que irá implantar o sistema, sobre os riscos de um mau uso dos

produtos.

Outro tipo de contaminação que pode ser causado por CSP é o uso do

fluido térmico, este fluido é transportado dentro dos tubos á elevadas

temperaturas, caso este entre em contato com o solo rapidamente seria

absorvido podendo assim contaminar o solo as águas subterrâneas. Uma

alternativa seria o uso de ar em substituição ao fluido.

27

Danos à fauna e flora (ofuscamento, remoção de esconderijos, mudanças

nas rotas de animais)

Para instalação de usinas CSP e PV é necessária a remoção de

esconderijos de animais, pois o local de instalação deve ser plano.

Consequentemente alguns animais da fauna local afugentam-se causando

certo desequilíbrio local.

As placas solares e os espelhos causam reflexos que ofuscam a visão

das aves, estas por sua vez mudam suas rotas. No caso das heliotérmicas

ainda possui um agravante que algumas as aves passam no local e suas

penugens são queimadas ocasionando ate a morte por conta da reflexão dos

espelhos. A alternativa a essa seria a colocação de sinalizadores para que

estas mudassem a rota.

Considerando os fluxogramas e os atributos referidos a cima foram

montadas as matrizes de Leopold para as Usinas heliotérmica e fotovoltaica e

atribuídos os escores de acordo com as atividades e impactos gerados. (Vide

quadros XX).

Quadro 7: Matriz de Leopold para Usina Heliotérmica. Fonte: Elaboração própria.

Biótico Físico

Atividade Danos à

flora

Danos à

fauna

Contami

n do ar

Contamin

da água

Contamin

do solo

Escore

final

M I M I M I M I M I --

Desmatamento 5 5 5 4 5 3 5 4 5 7 48

Armazenagem de

produtos químicos

4 3 4 2 3 2 4 4 4 4 34

Remoção de

esconderijos de

determinadas espécies

NA NA 5 4 N

A

NA NA NA NA NA 9

Aquecimento do fluido 4 3 3 2 4 4 4 4 5 4 37

Transporte do fluido 4 2 3 2 4 4 4 3 5 3 34

Captação de luz solar NA NA 4 4 NA NA NA NA NA NA 8

Lavagem dos espelhos 2 2 4 2 NA NA 5 7 NA NA 22

28

Quadro 8: matriz de Leopold para Usina fotovoltaica. Fonte: Elaboração própria

Biótico Físico

Atividade Danos à

flora

Danos à

fauna

Contamin

ação do ar

Contamin

ação da

água

Contaminaç

ão do solo

Escore

final

M I M I M I M I M I --

Desmatamento 4 4 4 3 4 2 4 3 4 6 38

Armazenagem de

produtos químicos

4 3 4 2 3 2 4 4 4 4 34

Remoção de

esconderijos de

determinadas espécies

NA NA 4 4 NA NA NA NA NA NA 8

Captação de luz solar NA NA 3 3 NA NA NA NA NA NA 6

Lavagem das placas

solares

2 2 4 2 NA NA 3 5 NA NA 18

Com a somatória dos escores de cada Usina é possível identificar que

nessas etapas que foram analisadas a usina com mais impacto seria a

heliotérmica principalmente pelo fato de utilizar mais espaço para a sua

instalação, assim tendo maior área desmatada e consequente maior área com

risco de erosão e contaminação e também maior consumo de água produzindo

uma menor quantidade de energia. Considerando ainda que o ofuscamento

nesta energia é maior em comparação com as fotovoltaicas devido a reflexão

que é feita por espelhos.

6 ANÁLISE ECONÔMICA 6.1 Cálculo do investimento

A ferramenta utilizada para a analise econômica nesse trabalho foi o

excel, tendo como dados de entrada o investimento, a tarifa de venda do

produto e o juros composto. Como apresentado na Figura 15:

29

Figura 15. Tabela excel demonstrando as células onde estão os valores desejados.. Fonte: própria.

O investimento de cada usina foi definido de acordo com os dados

disponibilizados pela Chesf em outubro de 2016.

O valor unitário foi definido com base na grandeza utilizada para definir o

custo de produção LCOE (Levelized Cost of Electricity). O LCOE pode ser

considerado como o valor mínimo para a venda de energia elétrica de forma que o

projeto se pague. A venda energia a baixo do valor do LCOE pode trazer prejuízos

para a empresa.

O valor do LCOE depende tanto dos gastos com instalação, manutenção

e operação quanto com os valores de kWh/(m²a) e esse valor normalmente é

dado em EURO ou US$. Como no Brasil a tecnologia ainda não foi implantada

ainda não há um valor de venda da mesma, por isso foi considerado o valor de

venda em EURO e adaptado para o Real considerando que € 1,00 é igual a R$

3,61. O valor de kWh/(m²a) de Petrolina está representado na Tabela XX:

30

Quadro 5: dados de irradiação direta em Petrolina.

Fonte: adaptada de Cepel

O valor da taxa foi definido de acordo com os juros da poupança.

6.2 Análise usina heliotérmica

Em 2015 foi divulgada a informação que o investimento inicial na usina

heliotérmica de Petrolina seria R$ 23.000.000,00 já em outubro de 2016 a

CHESF divulgou uma apresentação em que lança o valor de investimento

somente no primeiro bloco que é bloco térmico no valor de R$ 103.787.689,17.

A Figura xx mostra a planilha e os valores de TIR, VPL e Payback obtidos.

Para definir o valor unitário a ser usado foi considerado o LCOE de

heliotérmicas para 2000 kWh/(m²a) e 2500 kWh/(m²a), estimando também

valores inferiores e superiores para cada exemplo, como apresentado no

quadro 6.

Quadro 6: valor do kWh/(m²a)) e conversão para o real. TECNOLOGIA INFERIOR SUPERIOR INFERIOR SUPERIOR

Cilindro-Parabólicas

(2000 kWh/(m²a))

€ 0,166 € 0,193 R$ 0,599 R$ 0,696

Cilindro-Parabólicas

(2500 kWh/(m²a))

€ 0,141 € 0,162 R$ 0,509 R$ 0,584

Mês Irradiação Direta Normal (kWh/m2 /dia)

Janeiro 5,85

Fevereiro 5,82

Março 5,34

Abril 5,01

Maio 4,87

Junho 4,45

Julho 5,10

Agosto 5,80

Setembro 6,06

Outubro 6,42

Novembro 6,48

Dezembro 5,93

Média anual 5,99

Anual acumulada (kWh/(m²a))

2.041,84

31

Fonte: KOST, 2013.

Como o potencial para Petrolina foi definido por 2004,84 kWh/(m²a), será

usado o potencial de 2000 kWh/(m²a), e os valores de R$ 0,599 e R$ 0,696. O

Quadro xx apresenta os resultados obtidos:

Quadro 7: Analise econômica heliotérmica. Simulação VPL TIR Payback

(médio)

Payback

(efetivo)

Valor inferior (R$

0,599)

-R$ 87.636.439,17

-4,67%

45,91 anos 65,43 anos

Valor superior (R$

0,696)

-R$ 84.898.939,17

-3,84%

39,26 anos 56,63 anos

Fonte: Própria

Em média o retorno de uma usina heliotérmica é entorno de 3,5 a 8

anos, na melhor hipótese o retorno desse empreendimento seria de 53,63 anos

tornando esse projeto totalmente inviável, considerando que a vida útil seja

entorno de 25 a 35 anos.

É interessante ressaltar que projeto está sendo implementado para

estudo e que os componentes do sistema em grande maioria será importado e

sendo esta tecnologia totalmente inovadora para o país, devido a esses

atributos o projeto tem custo muito elevado.

6.3 Análise usina fotovoltaica

Desde o inicio do processo de implantação da usina fotovoltaica de

Petrolina o valor do investimento divulgado é o mesmo sendo ele de R$

44.867.365,60.

Apesar da energia fotovoltaica já ser comercializada no Brasil e seu

valor médio de venda ser de aproximadamente R$0,60, o valor unitário

utilizado para a simulação foi definido pelo LCOE de fotovoltaicas para que

possa ser feita uma comparação entre as duas fontes de energia considerando

o potencial de 2000 kWh/(m²a), como apresentado no quadro 8.

Quadro 8: valor do kWh/(m²a)) e conversão para o real.

TECNOLOGIA INFERIOR SUPERIOR INFERIOR SUPERIOR

32

Fotovoltaicas

(2000 kWh/(m²a))

€ 0,06 € 0,075 R$ 0,21 R$ 0,27

Fonte: KOST, 2013.

Para o potencial de 2000 kWh/(m²a) os valores de R$ 0,21 e R$ 0,27. O

Quadro 9 apresenta os resultados obtidos:

Quadro 9. Analise econômica fotovoltaica. Simulação VPL TIR Payback

(médio)

Payback

(efetivo)

Valor inferior

(R$ 0,21)

-R$ 27.621.115,60

0,43%

18,59 anos 29,31 anos

Valor superior

(R$ 0,27)

-R$ 22.693.615,60

2,03%

14,46 anos 23,85 anos

Fonte: Própria.

Os resultados obtidos tornam totalmente inviável a instalação dessa

usina quando levado em consideração os valores resultantes do LCOE, que

foram tomados por base.

7 CONCLUSÃO

33

O índice de insolação no Nordeste Brasileiro é bastante elevado sendo

um dos mais elevados do país. O índice de irradiação direta é de

aproximadamente 6 horas por dia durante o ano.

Com as analises de quadros e fluxograma de cada usina é possível

identificar que as etapas que foram identificadas com maiores riscos de

impacto seria a heliotérmica principalmente pelo fato de utilizar mais espaço

para a sua instalação devido à necessidade de se ter um bloco térmico espaço

e um bloco de potencia, o ofuscamento também é maior em comparação com

as fotovoltaicas devido à reflexão que é feita por espelhos.

Quanto ao investimento para a instalação de uma usina fotovoltaica com

capacidade de 3MW é duas vezes menor que o custo de instalação de uma

usina heliotérmica para a geração de 1MW.

Como consequência o LCOE da fotovoltaica também é duas vezes mais

barato, incentivando muito mais a produção fotovoltaica quando comparada

com a heliotérmica.

Como esses dados de investimento são de projetos de pesquisa e

desenvolvimento não necessariamente os valores investidos são totalmente

para a construção das usinas, podendo ser também usados em laboratórios de

analises e outros investimentos para pesquisa, não se tem o valor correto

investido somente nas usinas, por isso os resultados obtidos para essa analise

não são confiáveis.

As analises econômicas e ambiental indicam a geração heliotérmica no

Brasil é mais impactante ambientalmente e economicamente inviável devido ao

tempo de retorno.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

34

[1] ARAÚJO, L. E. S.Crise Hídrica E Potencial Energético Da Região Sudeste.Rio de Janeiro,

Brasil. 2016.

[2]AZEVEDO, V. W. B; TIBA, C. Location of Large-Scale Concentrating Solar Power Plants

in Northeast Brazil. Pernambuco. 2013.

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elétrica no brasil. Monografia(graduação). Universidade Federal de Santa Catarina,

Florianópolis, 2011.

[4] BRASIL. Lei n° 6.938, de 31 de agosto de 1981.Dispõe sobre a Política Nacional do Meio

Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências.

Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L6938.htm>. Acessado em: 27 de

maio de 2016.

[5] BRASIL. Ministério do Meio Ambiente, Conselho Nacional de Meio Ambiente,

CONAMA. Resolução Conama n° 237/97, de 19 de dezembro de 1997 - In: Resoluções, 1997.

Disponível em : <http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res97/res23797.html> Acessado em:

27. maio. 2016.

[6] BRASIL. Plataforma Online de heliotermia- energia heliotérmica. Acessado em 10/04/2016.

Disponível em: http://energiaheliotermica.gov.br/pt-br/energia-heliotermica

[7] EPE, 2012. Nota técnica – Análise da Inserção da Geração Solar na Matriz Elétrica

Brasileira. Empresa de Pesquisa Energética, Ministério de Minas e Energia, Brasília,

Brasil.

[8] FABRIZI, F.Programa De Treinamento De Energia Renovável. Acessado em:

11/06/2016. Disponível

https://www.esmap.org/sites/esmap.org/files/ESMAP_IFC_RE_CSP_Training_World Bank

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[9] GONZÁLEZ, P.Ten years of renewable electricity policies in Spain : An analysis of

successive feed-in tariff reforms. Energy Policy n.36 p.2917– 2929. 2008.KALOGIROU, S.

Solar energy engineering: processes and systems.1ª. ed. Academic Press, Elsevier, EUA, 2009.

[10] LEAL, G.C.S.G.; FARIAS, M.S.S.; ARAUJO, A.F. O processo de industrialização e

seus impactos no meio ambiente urbano. QUALITAS Revista Eletrônica.ISSN 1677-4280

V7.n.1.2008

[11] LODI, C. Perspectivas para a Geração de Energia Elétrica no Brasil Utilizando a

Tecnologia Solar Térmica Concentrada. Dissertação de M.Sc., Universidade Federal do Rio de

Janeiro, PPE/COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 2011.

[12] MALAGUETA, D. C.Avaliação de Alternativas para Introdução da Geração Elétrica

Termossolar na Matriz Energética Brasileira. Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio

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20/06/2016 Disponível em:

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armazenamento. Acessado em: 20/04/2016. Disponível em:

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