terça-feira, 11 de novembro de 2014

Sustentabilidade na Geração e uso de Energia

O telhado desta casa possui placas coletoras que usam energia solar para 
aquecer o ambiente interno e a água.

  • Os combustíveis derivados de petróleo e o gás natural respondem por cerca de 30% da atual demanda energética no Brasil, sendo a fonte predominante no setor de transporte, onde atendem a quase 90% do consumo. 
Embora a produção nacional seja crescente, atingindo 1.500 mil barris diários no começo de 2002, o petróleo é o principal fator de dependência externa da matriz energética brasileira, com as importações em 2001 chegando aos 7.098 milhões de dólares, considerados os derivados, o gás natural e o óleo bruto (ANP, 2001). 
  • A indústria brasileira do petróleo e do gás natural, compreendida desde as atividades de exploração e produção até a distribuição e revenda, contribuiu no ano 2000 com 5,4% do PIB a preços básicos (deduzidos os impostos), ou seja, R$ 52,6 bilhões (Machado, 2002). 
Além de sua relevância econômica e enquanto fonte primária de energia, nos últimos anos tem se observado significativas mudanças no ambiente institucional e empresarial neste setor, sendo certamente oportuno discutir o futuro desses vetores energéticos no contexto brasileiro. 
  • Não obstante, é conveniente constar, logo nesta introdução, que o nível de incertezas nas projeções voltadas para os hidrocarbonetos fósseis é superior ao das demais fontes energéticas, dado que, em adição às indefinições sobre tecnologias emergentes e variáveis econômicas, comuns a todas as fontes, sobrevêm os fatores geológicos, que no melhor dos casos fornecem apenas indicações probabilísticas da prospectividade das bacias sedimentares brasileiras. 
Neste sentido, cotejar uma demanda ainda por ocorrer com uma oferta que se dará a partir de reservas ainda por descobrir, será sempre algo que apenas os pósteros poderão avaliar.
  • Estas notas apresentam inicialmente uma visão das perspectivas da oferta de petróleo, considerando-se as atividades de exploração e produção nas bacias nacionais, bem como o contexto regional, onde o Brasil vem despontando como um mercado firme para vizinhos com grandes reservas de gás natural.
A seguir são delineados alguns cenários de demanda de combustíveis, de forma a avaliarem-se as possibilidades de auto-abastecimento no Brasil, também abordadas nestas notas do ponto de vista da capacidade de refino e da demanda de derivados.

Perspectivas na oferta de hidrocarbonetos:
  • A busca por combustíveis fósseis no Brasil, sobretudo como carvão e petróleo e visando inicialmente combustível para iluminação, remonta ao Segundo Império, quando diversas concessões foram dadas a empresários brasileiros e estrangeiros, entre 1858 a 1891. 
Consta que já em 1892, na localidade de Bofete, perto de Tatuí, em São Paulo, ocorreu a primeira descoberta de petróleo e gás natural no Brasil, mas foi de pequena monta e considerada subcomercial. Apenas em 1939, com a descoberta histórica do campo de Lobato, na Bahia, seria obtido óleo com viabilidade econômica (Moura, 1976). 
  • O que se pode destacar no começo da indústria do petróleo no Brasil é a baixa confiança na existência de jazidas com bom volume e alta qualidade, expressa em diversos informes de geólogos brasileiros ou visitantes, e o acolhimento quase passional desta temática junto ao grande público, em que pese sua evidente importância estratégica. 
O famoso relatório produzido pelo geólogo Walter K. Link, que ao final dos anos 50 organizou o Departamento de Exploração da Petrobrás, é um bom exemplo de como conclusões obtidas a partir de dados relativamente superficiais, podem impactar por longo tempo o nível das atividades exploratórias em uma dada bacia. 
  • A história das descobertas do petróleo, mesmo nos países com grande produção na atualidade, quase sempre denota que o trabalho persistente e insistente frente aos insucessos, o desafio das baixas possibilidades e dos dogmas é que tem permitido encontrar reservas importantes (Yergin, 1985). Foi assim na Venezuela, em diversos países no Oriente Médio e tem sido também no Brasil.
As atividades exploratórias na Bacia Potiguar, parte terrestre, só foram efetivamente implementadas quando um leigo descobriu óleo por acaso, em um poço artesiano perfurado para abastecer uma piscina, em 1978. Hoje esta bacia é a maior produtora em terra no país, com um volume recuperável de 171 milhões de barris e produzindo 100 mil barris diários. 
  • A descoberta do importante Campo do Juruá, maior reserva brasileira de gás natural em terra, aconteceu depois de 50 anos de tentativas esparsas, decorrendo mais da insistência de alguns geólogos que de um forte programa de sísmica e perfurações (Campos, 2001). E como último exemplo, a descoberta do Campo de Garoupa, ao final dos anos 60 na bacia offshore de Campos. 
Depois da perfuração de vários pioneiros, quando o poço 1-RJS-7, localizado num alto externo com bom controle estrutural, estava para terminar, foi aprofundado por indicação do geólogo Carlos Walter. Na época, ele tinha voltado de uma viagem pelo Oriente Médio, onde comprovou a produtividade dos carbonatos. Com o aprofundamento do poço, ocorreram cerca de 200 m de seção carbonática com bons indícios de óleo. 
  • O poço foi exaustivamente testado sem nada produzir. Quando foi perfurado o poço 1-RJS-9, ele foi perdido devido a um acidente mecânico a 3.102 m de profundidade. A sonda foi afastada cerca de 50 m e foi perfurado o 1-RJS-9A, que descobriu óleo a 3.130 m, em calcarenitos da Formação Macaé. 
A descoberta se deu pela casualidade do deslocamento do poço pioneiro devido a um acidente irrecuperável com o poço anterior, que supostamente estaria melhor posicionado, mas como hoje se sabe, nada poderia descobrir. 
  • Ou seja, a maior província petrolífera brasileira, com reservas totais de mais 11 milhões de barris de petróleo e 160 bilhões de m3 de gás natural, teve seu primeiro campo encontrado por sorte e muita insistência. 
Com a significativa evolução da metodologia e da tecnologia dos estudos sísmicos, incorporando intensamente recursos computacionais, e com o maior conhecimento dos sistemas petrolíferos, que explicam de modo consistente a formação, deslocamento e acumulação dos hidrocarbonetos, episódios como os anteriores tendem a ficar como registros épicos e devem acontecer cada vez menos. 
  • Ainda assim, o risco é elevado e o sucesso das atividades de exploração em localizar reservatórios de interesse situa-se atualmente entre 15 a 30%, em bacias conhecidas.
Os comentários anteriores servem para balizar os dados que serão apresentados a seguir e que se referem ao esforço empreendido para conhecer as bacias sedimentares brasileiras e os sistemas petrolíferos de maior interesse.

Prospectividade das bacias sedimentares brasileiras:
  • O Brasil conta com cerca de 29 bacias sedimentares ocupando uma área de 4.650.000 km² na parte terrestre e 2.570.000 km² no mar, até o limite do mar territorial, ou seja, 200 milhas da costa. 
Dentre estas 29 bacias, oito são produtoras de petróleo e gás natural, com reservas da ordem de 9,9 bilhões de barris de óleo equivalente (boe). A distribuição das reservas brasileiras, como acontece mundialmente, é extremamente assimétrica, pois a Bacia de Campos detém 80% das reservas nacionais. 
  • No início da indústria petrolífera no Brasil o quadro era outro. A Bacia do Recôncavo representou nas décadas de 50 e 60, o que é hoje a posição da Bacia de Campos. Estamos, talvez, no fim de um ciclo, mas certamente temos ainda reservas a descobrir.
O Brasil produziu até hoje mais de cinco bilhões de boe e possui uma reserva total de 15,5 bilhões de boe. O potencial petrolífero, ou seja, o volume remanescente a descobrir, situa-se, com uma probabilidade de 90% da estimativa estar correta, entre 14 e 177 bilhões de boe (USGS, 2000), com um valor médio de 81 bilhões de boe. 
  • O valor inferior tem 95% de probabilidade de ser superado.Note-se que estas estimativas são vistas como muito otimistas por outros autores. Os exploracionistas, geólogos e geofísicos inferem que este potencial encontra-se, em sua maior parte, nas águas profundas e ultraprofundas. 
Estas áreas apresentam hoje grande cobertura de dados e informações, principalmente nas bacias de Campos, Santos e Espírito Santo, que permitem a realização de análises técnicas e econômicas. 
  • O mesmo não se pode dizer de outras bacias, onde a escassez de dados e informações não permitem uma avaliação razoável do risco geológico. A história da exploração das bacias sedimentares da Amazônia indica que por muitos anos o trabalho de coleta de dados e perfuração de poços acompanhou as margens dos rios. Com a utilização de helicópteros, a facilidade de transporte das equipes sísmicas e sondas de perfuração contribuiu para a descoberta do primeiro campo, o de Juruá, já mencionado. 
As demais bacias paleozóicas e outras carecem de mais dados e informações para melhor entendimento dos seus sistemas petrolíferos e melhores estimativas do seu potencial.
  • A ANP, além de seu papel de órgão regulador, é também um órgão de fomento e deverá contribuir para um programa de reavaliação do potencial petrolífero brasileiro, principalmente em áreas remotas. Os resultados deste desafio poderão alterar o quadro atual, pois projetos exploratórios, apesar de seu inerente risco, têm um marcante efeito multiplicador quando ocorrem descobertas.

Sustentabilidade na Geração e uso de Energia 

Colheita de energia:
  • A miniaturização dos equipamentos eletrônicos está se traduzindo em um consumo de energia cada vez menor por equipamento.
Isto está viabilizando o conceito de colheita de energia, que permite a geração de pequenas correntes a partir das vibrações do ambiente - do seu andar, do farfalhar das suas roupas ou até da sua respiração.Agora, cientistas do MIT criaram um nanogerador capaz de capturar uma ampla faixa de vibrações - essencialmente, "tremidos" de várias frequências.
  • Segundo eles, isso torna seu chip-gerador 100 vezes mais eficiente do que equipamentos de tamanho similar já apresentados por outras equipes.
Chip-gerador:
  • A construção dos nanogeradores no formato de chip tem a vantagem de permitir sua incorporação na própria placa de circuito impresso do aparelho que vão alimentar, diminuindo os custos de fabricação e permitindo que os aparelhos continuem pequenos e dispensem os fios.
Como o dispositivo alemão apresentado recentemente (veja link acima), o chip-gerador do professor Sang-Gook Kim emprega micromáquinas chamadas "sistemas microeletromecânicos", ou MEMS. O enfoque tradicional nesses dispositivos tem sido construir pequenas barras flexíveis, que oscilam quando sacudidas pela vibração do ambiente, movimentando tiras de material piezoelétrico, que produzem energia em resposta a um movimento mecânico.
  • É isto, contudo, que limita a frequência que os nanogeradores podem capturar, já que a própria barra terá uma frequência de ressonância que a fará operar em limites bastante estreitos de vibração.
Ponte oscilante:
  • Kim e seu colega Arman Hajati adotaram um enfoque diferente, criando uma espécie de ponte arqueada, fixa nas duas extremidades. A ponte inteira é recoberta com o material piezoelétrico (PZT). No centro da ponte é colocado um pequeno peso.
Esse sistema, bem mais simples e robusto, respondeu significativamente melhor na captura de frequências baixas, que ocorrem mais comumente no ambiente.
  • O chip-gerador é capaz de produzir 45 microwatts de energia com apenas uma ponte de PZT - isto é, embora seja muito mais eficiente na captura das frequências de vibração, seu rendimento supera os concorrentes em cerca de duas vezes
O que acontece neste novo sistema é que o calor dos canais de esgoto da cidade de Paris, capital francesa, será utilizado na geração de energia para a escola Wattignies.O reaproveitamento da água com a geração de energia pelo calor dos canais é um projeto resultante da cooperação entre a empresa de gestão de limpeza de água (ECD) de Paris e de duas outras empresas: a Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain (CPCU) e a Lyonnaise des Eaux.
  • O sistema consiste na instalação de uma bomba de calor próxima à escola e de trocadores de calor, que estão sendo instalados na encosta dos canais. Um coletor de calor, instalado dentro dos tubos, vai reter o ar quente e enviá-lo para os permutadores até chegar à bomba, que vai aquecer a escola parisiense.
As estimativas de eficiência desse novo processo são animadoras. Apenas com a bomba de calor, 70% da escola será aquecida e mais de 73 mil toneladas de CO2 serão poupadas com o uso do sistema.
  • A provável segurança, limpeza e sustentabilidade do projeto já estão credenciando o sistema como uma nova forma de geração de energia. Bertrand Delanoë, prefeito de Paris, afirmou, na inauguração da obra, em 1º de abril, que o projeto poderá ser expandido para outras regiões próximas a canais de esgoto. 
Além de seguro, o processo economiza energia e dinheiro da população francesa.

A Toyo Ito Architects, empresa com sede no Japão, foi a primeira a cometer a façanha de construir um estádio de futebol que utiliza somente a energia solar.