Discutindo a repotencialização

Qual o real impacto das medidas de repotenciação das usinas hidroelétricas? Diante da escassez de energia que se avizinha, o País tem que definir estratégias que permitam o aumento da oferta no curto prazo e garantam a sustentabilidade do modelo no longo prazo. É possível aumentar a oferta de energia em curto prazo por meio da repotenciação? A medida é realmente efetiva?

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Luis Nassif

14 Comentários

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  1. Uma alternativa à
    Uma alternativa à repotencialização é a “produção de negawatts”. Para combater a escassez de energia, gerar mais energia ou economizar a mesma quantidade têm o mesmo efeito. Entretanto, investir em programas de consumo eficiente de energia certamente é mais adequado economicamente e ecologiamente. Esses programas poderiam consistir em financiamentos para compra de motores industriais mais eficientes, automação predial para racionalização do consumo de energia entre outras coisas. Os investimentos inicial nesse tipo de iniciativa gera retornos mais do que satisfatórios na forma de redução de gastos.

  2. Nassif:
    Antes de mais nada,
    Nassif:
    Antes de mais nada, talvez seja interessante definir a repotenciação. Com o risco de chover no molhado, vou procurar ser breve. Na parte fixa de um hidrogerador, os condutores são encaixados em vãos (denominados tecnicamente de “ranhuras”) ao longo da máquina. Ocorre que os materiais de isolamento dos condutores que se usavam no passado encontraram sucedâneos melhores (com maior rigidez dielétrica, ou seja, suportam uma voltagem maior dada a mesma espessura de isolação que antes se usava). Resultado: é possível usar condutores com seção transversal maior, o que permite maior capacidade de geração. Ou seja: um hidrogerador já em operação, através de repotenciação, pode fornecer mais energia à rede elétrica.

    O Washington Novaes, em sua coluna de 24.11.2006 no jornal O Estado de S. Paulo afirma que estudos da Unicamp/WWF mostram que o País pode economizar até 30% de seu consumo de energia, com um programa de eficiência e conservação e que pode economizar ainda mais, e a custo muito menor, se fizer repotenciação de usinas antigas. Afirma ainda que os Estados Unidos, entre 1973 (segundo choque do petróleo) e 1988, viram seu produto bruto crescer quase 40% sem aumentar um só kilowatt no consumo, com programas de conservação, eficiência, substituição de equipamentos obsoletos.

    Um exemplo simples do que se pode fazer consiste nos programas que já fazem troca de geladeiras antigas por novas, como a Coelba vem fazendo dentro do Programa Anual de Eficiência Energética da Agência Nacional de Energia Elétrica.
    (ver http://www.eletrosul.gov.br/gdi/gdi/cl_pesquisa.php?pg=cl_abre&cd=nhlfge1:/Rej

    e

    http://www.neoenergia.com/noticias/noticias_anteriores_9.asp)

    Já no campo das hidroelétricas, um bom exemplo é o que foi feito com Henry Borden, que sofreu um processo de repotenciação nos moldes descritos acima.

    Parece bem razoável supor que programas de eficiência e conservação, além de programas de repotenciação permitiriam dar um fôlego pelos próximos anos.

    Quanto ao tema repotenciação, descobri, inclusive, uma tese de mestrado versando sobre o assunto: OPORTUNIDADES DE NEGÓCIO COM A REPOTENCIAÇÃO DE USINAS: ASPECTOS TÉCNICOS, ECONÔMICOS E AMBIENTAIS (www.iee.usp.br/biblioteca/producao/2002/Teses/Tese_Jose_Roberto.pdf)

    Ainda um ponto: a mudança do fator de potência mínimo de 0,85 para 0,92 – implantado a partir de 1992 – visa garantir também a melhora no consumo (ver uma explicação em http://www.enersul.com.br/clientes/o_que_e_energia_reativa.asp). Conforme descobri em um site, “amparadas na resolução 456/2000 da ANEEL, as concessionárias começam a executar mudança na forma de faturamento das unidades horo-sazonais, passando a considerar a energia e demanda reativa excedente (FER e FDR) a cada hora, ao invés da forma mensal como era efetuada anteriormente. Via comunicado formal, as concessionárias de distribuição de energia estão progressivamente informando a mudança aos usuários. Bastando para isto a parametrização dos medidores eletrônicos…. Pela legislação atual, o fator de potência de referência (fr) é 0,92. … Clientes que tenham carga com fator de potência menor terão sua energia e/ou demanda reativa excedentes tarifadas na sua conta.”
    Ou seja: os clientes que tenham fator de potência abaixo de 0,92 devem ser instados a, por exemplo, instalar um banco de capacitores na entrada de energia, de modo a melhorar o fator de potência de sua planta. Tarifas mais salgadas para quem não se adequar irão pouco a pouco fazer todo mundo se enquadrar.

  3. A repotencialização vem sendo
    A repotencialização vem sendo feita em algumas usinas mais antigas. O resultado parece satisfatório do ponto de vista econômico mas não alivia muito a necessidade de energia nova.
    A racionalização do consumo vizando a economia pode trazer resultados animadores.
    Usar a tecnologia existente na eficiência e investir no desenvolvimento de novas tecnologias não resolverá a necessidade de energia nova, mas poderá quebrar o circulo vicioso – + energia+ consumo+energia.
    Que tal um PAC da eficiência energética. Poderemos dar um salto, gerar tecnologia de ponta e conhecimento na área. É um mercado novo.

  4. Nassif,
    Tentei me cadastrar
    Nassif,
    Tentei me cadastrar mas não consegui. Tentarei novamente. E antecipo: Não sou especialista no assunto, apenas trabalhei muitos anos no setor e conheço um pouco. Me interesso pelo assunto e penso que poderia dar uma pequena contribuição.

  5. Nassif
    Parabéns por dar
    Nassif
    Parabéns por dar abrigo a discussões técnicas. Mesmo para pessoas que não são totalmente da área consegue-se sair do lugar comum.
    Peça que os debatedores sem, sair da objetividade e da técnica, sejam um pouco mais descritivos, alguém, por exemplo, poderia em poucas palavras explicar as vantagens da correção do fator de potência no consumo de energia, uma explicação do tipo:
    “passando de um fator FI de tanto para tanto obtém-se o seguintes benefícios em termos de economia, e isto custaria tanto….”
    Duas linhas escritas por alguém que entende a fundo o assunto (que não sou eu, é claro!) amplia o número de pessoas que podem entrar no circuito.

  6. Caro Nassif,

    Sou leitor
    Caro Nassif,

    Sou leitor assíduo do seu blog e o admiro muito. Penso que além da repotencialização devemos pensar seriamente na utilização racional da energia ora disponível. Isso significa causar menos danos ao meio ambiente, economizar recursos públicos e também gerar mais empregos.
    O que significa utilizar de forma racional a energia disponível? Significa conservar energia. E no que consiste conservar energia? Conservar energia é obter o mesmo conforto com menor consumo, como por exemplo desligar o ar condicionado 30 minutos antes do final do expediente do seu escritório/consultório/empresa para aproveitar a climatização obtida. Quando você estiver encerrando o expediente é que o ambiente vai começar a esquentar. Mas existem inúmeras outras formas de conservar energia como por exemplo:
    – utilizar lampadas mais eficientes;
    – utilizar motores elétricos mais eficientes;
    – utilizar eletrodomésticos mais eficientes principalmente refrigeradores e condicionadores de ar;
    – utilizar sensores de presença nos ambientes onde não existe a presença constante de pessoas(garagens, corredores de edifícios, etc.;
    – utilizar fotocélulas nas iluminações externas de todos os imóveis, sejam eles privados ou públicos, inclusive nas placas de propaganda e de identificação do estabelecimento.
    Como podemos notar os exemplos não são somente os acima citados, mas todos eles requerem a substituição ou a instalação de um produto ou equipamento. Portanto entendo que o governo deveria lançar uma campanha nacional para incentivar a substituição das lâmpadas encandecentes por lâmpadas mais modernas, a substituição de todos os eletrodomésticos ineficientes em relação ao consumo de energia com base nas especificações da ANEEL por outros mais modernos e enquadrados nos programs de conservação de energia da ANEEL, e por último exigir a instalação de sensores de presença e fotocélulas em todas as situações onde o custo benefício recomendar. Notar que a implementação dessas medidas vai movimentar a indústria o comércio e também o setor financeiro, com benefícios para todos. É bom salientar que os eletrodomésticos substituidos devem ser recolhidos e destruidos para que não sejam comercializados em lojas de “usados” para pessoas de baixa renda o que comprometeria o sucesso da substituição. Para essas pessoas o governo abriria uma linha especial de crédito com juros especiais, visando incluir a todos nesta cruzada.
    Para finalizar gostaria de dizer que sou leigo no assunto, mas já realizei dois trabalhos na área de conservação de energia. Um na década de 90 quando era funcionário de uma estatal e outro mais recente numa empresa de minha propriedade, e nos dois casos obtive uma redução de aproximadamente 30% no consumo de energia, inclusive com a correção do Baixo Fator de Potencia que já foi citado anteriormente. Sou um otimista e interessado neste assunto, pois acredito que se cada um de nós fizer a sua parte bem feita os benefícios para todos serão enormes. Obrigado e parabéns pelo seu blog. Não desista.

  7. A correção do fator de
    A correção do fator de potência favorece a entrega duma tensão mais satisfatória.
    Cargas indutivas geram potências reativas indutivas que acabam diminuindo a tensão. As empresas de energia entregam tensão em bons níveis que proporcionam bons níveis de corrente.
    Na natureza nada é perfeito e é sabido que toda ação leva a uma reaçao. Reativos indutivos são compensados por reativos capacitivos. Daí a necessidade de capacitores, que são cargas capacitivas. A tensão elétrica é localizada, ou seja, depende da carga. Por isso, é bom que se compense localmente, conforme a carga.
    Existem boas equações matemáticas que explicam muito bem esse triângulo das potências, mas como entendo pouco de matemática, fico por aqui.
    Existem bons trabalhos a respeito, é só pesquizar.

  8. Os ganhos com mais eficiência
    Os ganhos com mais eficiência devem ser feitos em todo sistema elétrico, por diversos atores, que respondem às circunstâncias atuais e a novas políticas públicas e regulamentações, além de multas e incentivos. Algo ainda pouco tocado é melhorar a eficiência da carga, industrial, comercial, residêncial, pública e no campo (agro). As industrias vão fazendo seu papel (ainda devagar) e no comecrcial, se há sistemas mais avançados (até cogeração) há muita iluminação nos shoppings, além de muito novos ar-condicionados. No setor residencial, ao menos na “classe média”, há muito uso da lâmpada fluorescente compacta (depois do “apagão” de 2001). No entanto, ainda se usa majoritariamente o chuveiro elétrico, em um país tropical, que uma breve organização da cadeia produtiva do aquecimento por placas solares, a serem estimuladas e xigidas em novas construções, traria, grandes benefícios, pois eletriciade é energia nobre. Deve haver mais de uma UHE de Itaipu, só em chuveiros. Depois de mais de 20 anos no setor elétrico, como engenheiro eletricista na estatal de São Paulo, en consultorias e nos grandes empreendimentos do Norte do país, vejo que a repotenciação ajuda principalmente em aumentar a potência na hora do pico de consumo – ponta – e ajuda bem menos a gerar mais energia líquida, pois o gerador elétrico é só um intermediario, a fonte é hidráulica, e as perdas na turbina aumentam com o tempo (passam de 5% para até 10%), e as perdas no gerador são muito menores: resumo; ganha-se mais na potência máxima (coloca-se todos geradores para gerar na ponta), mas na energia o ganho é quase que só a diferença da turbina nova (mais eficiente) para a velha (já desgastada, perde eficiência). No entanto, as coisas não são tão simples, como o estudo da WWF faz parecer crer. De fato, não há alagamento extra, ou impacto ambiental, mas há custos, quer os de fabricação de novos rotores das turbinas, mas da energia que uma usina deixa de gerar enquanto faz estas reformas. Além disso, para fazer a reforma das turbinas hidraulicas e dos geradores elétricos, se gasta muita energia no curto prazo. Moral da história, todas as oportunidades de aumentar a eficiência e se promover uma vida mais espartanana devem ser aproveitadas, mas que no capitalismo de consumoi de massas, o que se tem mesmo é o desenfreado consumo de tudo: de matéria primas, de energia e de gente, muita gente é consumida.
    João Costa Patrão Neto 24/06/2007

  9. Senhores,

    Além da
    Senhores,

    Além da repotencialização, a troca do núcleo do gerador (aço silicioso) por aços mais novos e com maior capacidade de conduzir campo magnético (ultra low core loss) pode elevar a geração de energia em 10 a 15%, dependendo da qualidade do aço utilizado atualmente no gerador.

    Esse ganho elevaria a capacidade de geração da usina em todos os períodos (não só na ponta)

    Abraços

  10. Repotenciar não é
    Repotenciar não é incompatível com conservar energia, pelo contrário, é um capítulo da conservação de energia., pois se trata de aumentar a eficiência do parque gerador. Há muito por se fazer em conservação de energia no país e exemplos internacionais existem para serem seguidos: o Japão durante o choque do petróleo nos anos 70, quando governo e indústria puseram em prática um programa de conservação de energia que permitiu o crescimento da economia com mínimo crescimento da demanda de energia; Cuba nos anos 90 após a interrupção do fornecimento de petróleo pela ex União Soviética; a Austrália e a Suécia estão tomando medidas efetivas para reduzir a dependência de energia do petróleo.
    Reciclar também deve ser considerada uma importante medida de conservação de energia, vide a reciclagem (90%) das latinhas de alumínio em nosso país.
    No caso de violação de fator de potência ela pode ser encarada como descumprimento contratual, sujeitando o usuário a multas e, se não houver correção do problema, a suspensão de fornecimento.

  11. Rogério Maestri,

    Vamos supor
    Rogério Maestri,

    Vamos supor duas cargas de 1 kw alimentadas pela mesma tensão em Volts, a primeira opera com um fator de potência igual a 1,00 e a segunda com um fator de 0,80. A corrente elétrica entregue a segunda carga é teoricamente 25% (1/0,80) maior do que a entregue a primeira. A intensidade da corrente é inversamente proporcional ao fator de potência na situação descrita. As perdas nos condutores da rede de distribuição são proporcionais ao quadrado da corrente. A concessionária de distribuição teria no segundo caso uma perda teórica 56% maior para alimentar a segunda carga. Na prática as perdas são maiores ainda, pois a segunda carga seria alimentada por uma tensão mais baixa, o que exigiria uma corrente mais elevada para suprir a carga.

    As equações simplificadas seriam:

    1) P = V x I x Cos FI, onde

    P = potência
    V = tensão
    I = corrente
    Cos FI = fator de potência

    2) perdas = RI**2, onde

    R = resistência dos cabos condutores
    I**2 = corrente de suprimento ao quadrado

  12. A ampliação de oferta de
    A ampliação de oferta de energia entre 2003 e 2006 foi da ordem de 17,5 GW. No entanto, este aumento foi baseado principalmente no término de muitas usinas que estavam paradas ou em fase de término de construção ao final da gestão FHC. Apesar de notícias em contrário, parece que o tal apagão está – temporariamente -, afastado. A preocupação do Governo com as novas usinas do Rio Madeira e Rio Xingú visam o seguinte: a oferta de energia tem que sempre caminhar à frente da demanda. E com o maior crescimento da economia, esta demanda está crescendo de forma acelerada. Ademais, há sempre o risco de um linhão cair e dada a distância do Xingu e do Madeira dos grandes centros consumidores, a preocupação é ainda maior. Daí a opção recente pela construção também de uma usina nuclear próxima dos centros consumidores.

    É importante destacar que o crescimento da economia está sendo maior do que o esperado e com ele o aumento do consumo de energia elétrica.

    A idéia de se fazer uso de aparelhos mais eficientes e a racionalização do uso de energia elétrica fazem parte dos planos do Governo, conforme se depreende dos estudos relacionados ao plano decenal 2005-2015.

    A elasticidade-renda do consumo total de energia elétrica projetada para o período 2005-2015 é de 1,23 . Ou seja: o consumo de energia tende a crescer mais que o PIB. (tomando a renda como uma proxi do PIB).
    Apesar disso , a elasticidade, na projeção, é declinante ao longo do tempo, como resultado de um processo continuado de evolução tecnológica, de mudanças estruturais no perfil do consumo e aumento da produtividade, racionalização do uso da energia e tendência de saturação do consumo em alguns usos, sendo a elasticidade média no primeiro e no segundo qüinqüênios de, respectivamente, 1,32 e 1,14 . (ver estudo no Plano Decenal disponível no link http://www.mme.gov.br/download.do;jsessionid=1AC931CD6BCDB7BC092B7FB072600FEB?attachmentId=8057&download).

    Afora a questão da repotencialização, poderíamos pensar em adotar um sistema que eu sei ser usado na Áustria: moto-bombas que de dia funcionam como gerador e à noite como bomba. Um pequeno lago situado acima da turbina acumula a água que irá permitir a geração. Durante o dia, a água – que estava em um nível mais baixo e foi bombeada para o lago – é usada na geração de energia elétrica. Uma pessoa que conheci e trabalhava no IPT me afirmou que eles tinham estudos de viabilidade neste sentido, a serem implementados na Serra do Mar (SP).

    A grande questão é que o que quer que seja feito, não há tempo a perder. Se as Usinas do Madeira e do Xingu não são necessárias no momento, é correto dizer que são imprescindíveis para o futuro.

    Não trabalho mais com engenharia há muitos anos, mas comecei minha vida profissional como projetista de hidrogeradores e ainda guardo interesse pelo assunto. Pena que poucos de meus colegas formados na Poli (USP) ainda trabalhem como engenheiros. Disseram-me ao me formar que não faltaria emprego para os engenheiros elétricos, pois o Estudo Eletrobrás 1990 já indicava a necessidade de investimento maciço na geração de energia elétrica. No entanto, veio o governo FHC e algo inimaginável aconteceu: tivemos um racionamento de energia, por um erro brutal na condução da política energética deste país. Não podemos repetir este erro e espero – e acredito – que isto não acontecerá novamente.

  13. A mudança dos hábitos de
    A mudança dos hábitos de consumo seria a medida de impacto mais duradouro. A repotencialização certamente tem custos e impactos ambientais menores que os da construção de novas usinas e deve, do meu ponto de vista, ser considerada como a segunda opção.
    A compensação reativa com capacitores tem efeitos sobre a qualidade de energia: alguns bons como comentado acima e alguns extremamente perigosos, como ressonâncias série e paralela devido à distorções harmônicas. Por isso, deve ser encarada com cuidado.

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