Introdução
Uma matriz elétrica é composta por um conjunto de geradores, renováveis e não renováveis, com o propósito de suprir a demanda energética de uma economia. Do ponto de vista global, as fontes não renováveis como o petróleo e o carvão mineral, são predominantes.
Esse cenário vem sendo alterado à medida que os países adotam incentivos econômicos e políticos, com o objetivo de estabelecer uma matriz elétrica mais limpa, sustentável e atender as metas globais de descarbonização. No nosso país as fontes de produção de energia elétrica mais utilizadas são as renováveis.
Por questões históricas e de disponibilidade de recursos naturais, a fonte hidráulica é a dominante no Brasil. De acordo com o site da EPE, a geração de energia por meios de reservatórios d'água ocupa 65,2% da matriz elétrica nacional, dados de 2020. A figura 1 mostra o cenário da matriz elétrica brasileira.
Figura 1 – Matriz Elétrica Brasileira
Fonte: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica
De acordo com a ANEEL, até os dados do dia 2 de maio de 2022, o Brasil possuía uma capacidade instalada de 182,97 GW. Esse valor totaliza todas as fontes de energia, sejam elas renováveis ou não. Do total em operação, 83% das usinas são impulsionadas por fontes consideradas sustentáveis, com baixa emissão de gases do efeito estufa. A figura 2 mostra em porcentagem a quantidade de usinas em operação.
Figura 2 – Tipos de Usinas em Operação
Pelo que podemos observar na figura 2, o destaque está para Energia Eólica e Solar Fotovoltaica. Essas duas fontes representam 11,74% e 3% do total, respectivamente. Esta última, ainda que baixa quando comparada com toda a matriz energética do País, representa uma grande alteração desde que iniciamos com energia solar em 2012.
A figura 3 representa a matriz elétrica mundial, com dados até 2021, de acordo com a IEA. Nesse panorama, podemos ver que o carvão mineral ainda domina a matriz energética, com 36,8%. Se por um lado, a hidráulica no Brasil representa quase 70% da nossa matriz, por outro, mundialmente analisando, ela representa apenas 16%.
Figura 3 – Matriz Elétrica Mundial
Fonte: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica
Se verificarmos novamente a figura 1, podemos observar que 15,2% de nossa matriz é de fontes não renováveis. Será que em algum futuro próximo seria possível extinguir totalmente esses tipos de fontes, tornando nossa matriz energética totalmente renovável? E se parássemos de utilizá-las, quais seriam os impactos positivos ambientais e impactos econômicos?
Nesse artigo tentaremos fazer comparações e cálculos do impacto, pelo menos ambiental, que essa mudança poderia trazer para nosso planeta.
Conversão e cálculos
O fator de CO2 (unidade: kg/kWh) indica a quantidade de CO2 que se produz durante a geração de um quilowatt-hora. Em função da tecnologia aplicada e do nível de eficiência, o fator de CO2 pode apresentar valores distintos. De acordo com Intergovernmental Panel on Climate Change (Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas) é apresentado na equação abaixo, em que é possível obter o consumo produzido na geração da energia, relacionando os seguintes fatores: eletricidade produzida (kW/h), e fator de emissão de CO2 (kg / kWh). (NASCIMENTO; SILVA, 2019)
Eletricidade produzida (kW/h) x fator emissão de CO2 (kg/kWh) = CO2 produzido (kg)
O fator emissão de CO2 relacionado acima, pode ser obtido através do relatório mensal do órgão Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), que têm como objetivo estimar a quantidade de CO2 associada a uma geração de energia elétrica determinada. De acordo com o MCT o valor médio para 2021 foi de 0,1264 (kgCO2/kWh), de acordo com a figura 5 (GOV.BR).
Figura 5 – Fator Médio Anual (tCO2/MWh)
Fonte: gov.br
Estudo de caso
Você que instalou um sistema fotovoltaico, provavelmente já percebeu que na plataforma de monitoramento existe um quadro demonstrativo apenas para itens de sustentabilidade. Isto é, ele mostra o quanto de CO2 em kg ou tonelada, já foi evitado e também quantas árvores seriam plantadas, conforme figura 6.
Agora que sabemos o fator de emissão de CO2, podemos também calcular a quantidade de árvores que precisariam ser plantadas para neutralizar essa emissão de CO2.
A cada 7 árvores, é possível sequestrar 1 tonelada de carbono nos seus primeiros 20 anos de idade. Com base nesta média é determinada a quantidade de árvores que serão necessárias para neutralizar as emissões dos Gases de Efeito Estufa (GEE). A quantidade de GEE emitida é obtida por meio do inventário de emissão de GEEs (Fonte: https://www.ibflorestas.org.br/conteudo/compensacao-de-co2)
Com isso, podemos estimar que, a cada 50 kg de CO2 emitido, 7 árvores precisariam ser plantadas no ano para neutralizar essa emissão
Vale lembrar que alguns monitoramentos utilizam valores diferentes, pois o valor deve ser uma média ou ainda valor utilizado no país de referência. Na figura 6, foram utilizados valores da China.
Figura 6 – exemplo de sistema instalado e quadro de sustentabilidade
Fonte: Solarman
Analisando um sistema fotovoltaico de 15 kWca, instalado no estado do Ceará, podemos verificar a geração do sistema no ano de 2021 a partir de julho de 2022 até junho, totalizando 1 ano de operação - Gráfico 1. Nesse sistema, na análise realizada, foi gerado um total de 32522,2 kWh no ano.
Gráfico 1 – Dados obtidos de um sistema fotovoltaico de 15 kWca
Multiplicando a geração total no ano pelo fator de emissão de CO2, temos um total de emissão evitada de 4,11 toneladas de CO2. Já para árvores plantadas, seriam um total de 82 unidades.
Voltando para o caso mencionado anteriormente que, de acordo com a ANEEL, até os dados do dia 2 de maio de 2022, o Brasil possui uma capacidade instalada, em potência, de 182,97 GW. No gráfico abaixo, podemos verificar que 26,25% (UTE - Fóssil - Usina Termelétrica de Energia e UTN - Usina Termonuclear) são fontes não renováveis, o que totalizaria a potência de operação em aproximadamente 48,03 GW.
Supondo que essa potência gerasse 24 horas por dia e todos os dias do mês, teríamos uma energia calculada de 34.581.600.000.00 kWh / mês, o que equivaleria a 4.308.867,36 toneladas de CO2. Já no ano, teríamos 1.034.128.166 árvores plantadas, com uma área de aproximadamente 6.204.768.998m² (6.204km²). Uma área superior ao DF.
Os números parecem absurdos, não é mesmo? Mas com certeza haveria impacto positivo para o meio ambiente em poucos anos, se deixássemos de emitir tudo aquilo de CO2.
É claro, imagina não ter mais combustível nos postos de gasolina? O quanto isso afetaria a população? Nem todo mundo consegue ter um carro elétrico, por exemplo, o custo é muito alto. Por isso, quando se trata de impacto ambiental e econômico, é preciso levantar todos os pontos positivos e negativos. A longo prazo, com certeza o impacto ambiental cobrará nossas atitudes de hoje, pois é sabido que além de melhorar a qualidade do ar, diminuir risco de erosão do solo, as árvores, por exemplo, contribuem também na economia de energia.
Referências:
https://www.ibflorestas.org.br/conteudo/compensacao-de-co2
https://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/balanco-energetico-nacional-ben
https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica