NOGUEIRA, Luiz - Uso Racional, A Fonte Energética Oculta

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Agradecido pelo leite benfazejo que lhe fez crescer vigoroso, ainda menino Zeus presenteou a cabra Almatia com a cornucpia, fonte da abundncia

infinita. Sem contar com essa ddiva, a sociedade moderna precisa considerar a questo energtica no apenas como uma permanente e v busca de recursos para atender a uma demanda insacivel, mas desde uma perspectiva integrada

de fontes e usos, reduzir os desperdcios e valorizar a eficincia.

Introduo: a cadeia das fontes aos usos

M DOS MARCOS da vertiginosa evoluo tecnolgica da sociedade mo-derna o notvel incremento na demanda de energia, em todas as suas formas, determinando uma crescente complexidade dos sistemas ener-

gticos, entendidos como a cadeia de processos de converso e armazenamento que conecta os recursos naturais aos usurios finais de energia. Enquanto nas sociedades primitivas a fonte exgena bsica de energia, no-muscular, era es-sencialmente a lenha, obtida na proximidade do local de uso, complementada eventualmente pelo vento ou pela fora de uma queda dgua, atualmente quase impossvel para um usurio de energia conhecer com clareza de onde veio e por quais processos passou a eletricidade que utiliza em sua residncia ou o combustvel que abastece seu carro, vetores energticos produzidos em fontes mltiplas e que circulam por sistemas de transporte interconectados, antes de se-rem convertidos finalmente em calor til, trabalho e iluminao, para mencionar alguns usos mais significativos da energia.

Com efeito, a partir dos estoques e fluxos disponveis na natureza, a ener-gia percorre caminhos complexos, sofrendo sucessivas transformaes e proces-sos de armazenamento, antes de se constituir em um efetivo fator de bem-estar e desenvolvimento econmico. Como conseqncia dessa crescente complexida-de, incrementaram-se as perdas energticas, inevitveis efeitos termodinmicos dos processos de converso e acumulao energtica, fazendo que cada vez mais uma parcela proporcionalmente menor da energia obtida da natureza cumpra seu papel junto aos usurios.

Por uma taxonomia das perdas energticasComo postulado pela Primeira Lei da Termodinmica, energia no se des-

tri, e poderia parecer ocioso preocupar-se com as perdas energticas, definidas como a diferena entre a energia consumida por um equipamento, como ele-tricidade ou leo diesel, e o efeito energtico resultante, por exemplo, o efeito

Uso racional:a fonte energtica ocultaLUIZ AUGUSTO HORTA NOGUEIRA

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luminoso ou a movimentao de um veculo. Entretanto, embora energia efe-tivamente sempre se conserve, em todos os processos energticos reais ocor-re inevitavelmente gerao de entropia, que implica a progressiva e inexorvel destruio das reservas energticas conversveis e a converso de todas as formas de energia em calor de baixa temperatura, quase intil para as necessidades hu-manas. Com efeito, o calor que os condensadores das termeltricas e as torres de resfriamento dos sistemas de ar condicionado rejeitam para o ambiente praticamente isento de qualidade, avaliada em termos de produo de energias mais nobres que o calor. Nesse sentido, a gerao de entropia e sua medida de engenharia corrente, os balanos de exergia, propostos ainda em 1956 por Rant, so os verdadeiros indicadores da eficincia dos sistemas energticos e da inten-sidade de suas perdas.

Classificar as perdas de energia pode ser interessante para discriminar os meios para promover sua reduo. Um primeiro critrio seria separar as perdas reversveis, que decorrem das transformaes calor-trabalho e vice-versa, das perdas irreversveis, causadas por ineficincias reais. Por exemplo, nos motores de combusto interna, apenas cerca de 30% da energia qumica contida no com-bustvel convertida em efeito til, como potncia de eixo. Entretanto, o calor rejeitado para o ambiente pelos tubos de escapamento e radiadores dessas m-quinas no pode ser considerado totalmente um desperdcio, pois a converso de calor em trabalho sempre se realiza sob eficincias limitadas superiormente pela Segunda Lei da Termodinmica, e que nas condies usuais das mquinas reais estariam ao redor de 50% (Bejan, 1995 ). Em outras palavras, os motores de combusto no so to perdulrios energticos como poderiam parecer, pois apenas uma parte de suas perdas irreversvel ou irrecupervel.

Por sua vez, nos motores eltricos, que convertem eletricidade em potn-cia de eixo sem as limitaes das mquinas trmicas, todas as perdas energticas observadas so efetivamente perdas irreversveis e, nesse caso, do o mote para duas relevantes categorias de perdas energticas, no-excludentes e que eventu-almente devem ser toleradas: as perdas tcnicas e as perdas econmicas.

As perdas tcnicas ou tecnolgicas existem como decorrncia das caracte-rsticas dos materiais utilizados (por exemplo, as resistividades dos condutores), imposies de escala e inrcias trmicas, sendo, portanto, inevitveis, dentro de limites. Por seu turno, e de modo similar, as perdas de cunho econmico so aceitveis na medida em que sua reduo implicaria custos muito elevados, condicionando as dimenses, as taxas de trocas energticas e a durao dos pro-cessos reais. Dessa forma, afastando-se das concepes energeticamente ideais, sujeitas apenas s perdas reversveis, os sistemas energticos reais apresentam perdas irreversveis tolerveis, por imposies de ordem tcnica e econmica e que devem ser mantidas em nveis mnimos.

Posto que as perdas so intrnsecas aos sistemas energticos, interessa clas-sificar as causas das ineficincias, que se associam essencialmente a trs grupos de causas:


projeto deficiente: em razo da concepo errnea do ponto de vista do desenho, dos materiais, do processo de fabricao, os equipamentos e/ou os sistemas levam a desperdcios de energia, por exemplo, por utilizar lmpadas ineficientes ou efetuar sua disposio incorreta ante os princpios da utilizao racional de energia;

operao ineficiente: mesmo quando os sistemas energticos so bem concebidos, podem ser operados de forma irresponsvel, por exemplo, mantendo uma sala sem atividades com lmpadas eficientes desnecessa-riamente acesas;

manuteno inadequada: uma parte das perdas e dos desperdcios de energia poderia ser minimizada mediante procedimentos adequados de manuteno corretiva e preventiva, que inclui a correta regulagem e controle dos sistemas, para que mantenham, na extenso possvel do desempenho das condies originais.

As medidas para incremento do desempenho devem levar em conta os diferentes nveis de interveno, particularmente aqueles associados s causas mencionadas aqui e na extenso possvel, articular aes que combinem e poten-cializem os resultados na direo da eficincia energtica. Por exemplo, a difuso de equipamentos mais eficientes no exclui recomendar sua utilizao da forma mais eficiente, ou seja, reduzir sua utilizao de forma indevida. A adoo de uma lmpada fluorescente compacta substituindo uma lmpada incandescente, mantida acesa em um local onde se dispe de suficiente iluminao natural, evidentemente no significa uma economia de energia. Sob tais conceitos, possvel classificar os mecanismos de fomento eficincia energtica em dois grandes perfis:

1. Mecanismos de base tecnolgica: implicam implementar novos proces-sos e utilizar novos equipamentos que permitam reduzir as perdas de energia;

2. Mecanismos de base comportamental: fundamentam-se em mudanas de hbitos e padres de utilizao, reduzindo o consumo energtico sem alterar o parque de equipamentos conversores de energia.

Essa classificao importante sobretudo na medida em que as mudanas de processo ou de equipamentos requerem investimentos bem mais significativos do que as mudanas de hbitos e padres de utilizao. Alm disso, de um modo geral, pode-se esperar um potencial razovel de economia de energia associado apenas s alteraes de comportamento dos consumidores, particularmente jun-to ao setor residencial, mas de maneira relevante tambm para os demais setores, situando-se tipicamente entre 15% e 30% de reduo de consumo somente por alteraes de hbitos de impacto energtico, como freqncia de uso de ferros eltricos de passar e mquinas de lavar, ajuste de termostatos em geladeiras e apa-relhos de ar condicionado, ateno ao uso desnecessrio de iluminao eltrica etc. (Procel, 2006a). importante notar que todas as medidas para reduzir as


perdas de energia no afetam os benefcios decorrentes do uso energtico, j que a energia para uso final mantida. Usar bem energia no sovinice, mas antes de tudo aumentar sua racionalidade e produtividade, criando usinas eltricas virtu-ais, competitivas economicamente e absolutamente no-poluidoras.

Um pouco mais complexo e crescente objeto de estudos tm-se as perdas energticas resultantes de uma viso abrangente dos sistemas energticos, no tempo e no espao, tema das denominadas Anlises de ciclo de vida. Extrapo-lando as fronteiras dos equipamentos energticos e considerando todos os insu-mos e efeitos energticos ao longo de sua fabricao, operao e disposio final, torna-se possvel estender os conceitos de perdas e determinar de um modo quase completo o desempenho energtico de um sistema. Por exemplo, uma lmpada eficiente pode consumir muita energia em seu processo de fabricao e descarte ao final de sua vida til, eventualmente neutralizando os benefcios energticos decorrentes de sua operao. No obstante a inegvel importncia dessa abordagem, imprescindvel ainda reforar a base de informaes sobre custos energticos nessa acepo antes de efetivar sua maior utilizao como ferramenta de poltica energtica.

A evoluo do marco institucional A conscincia de que a gesto da demanda e a promoo do uso racional

podem ser consideradas um recurso energtico tem justificado medidas gover-namentais em diversos pases, especialmente os mais desenvolvidos, onde duran-te as ltimas dcadas se tem atuado de forma sistemtica e intensa para melhorar a eficincia energtica. Nesses contextos, alm das vantagens econmicas asso-ciadas ao aumento da produtividade energtica, tm sido motivadores os bene-fcios ambientais decorrentes do menor consumo energtico, em termos locais ou globais. So referncias importantes da ao governamental entidades como o Office of Energy Efficiency (OEE) canadense, a Agence de lEnvironnement et de la Matrise de lEnergie da Frana (Ademe) e o Energy Saving Trust (EST) do Reino Unido, de longa e expressiva folha de servios prestada s suas so-ciedades. Os programas desenvolvidos valorizam as atividades de marketing,visando aumentar a conscientizao das pessoas com relao s vantagens do uso eficiente da energia, e o estabelecimento de normas e a concesso de incentivos financeiros para produtos, equipamentos e servios que possibilitem melhorias na eficincia energtica, cobrindo praticamente todos os setores de consumo.

No Brasil, desde os choques do petrleo nos anos 1970, o Estado tem promovido, sobretudo nos momentos de crise, aes e programas visando re-duzir as perdas energticas. Criado em 1981 pelo governo federal, o Programa Conserve constituiu-se no primeiro esforo de peso para promover a eficincia energtica na indstria, especialmente considerando os derivados de petrleo e estimulando a substituio de energticos importados. Surge nessa poca a prti-ca de realizar diagnsticos energticos em estabelecimentos industriais e comer-ciais para identificar o potencial de reduo das perdas de energia em cada caso.


Em 1984 comearam as aes do Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE),coordenadas pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial (Inmetro), voltado para a avaliao do desempenho de equipamentos energticos e informao aos consumidores, com uma ampla cobertura de tipos de equipamentos e modelos etiquetados que inclui eletrodomsticos, motores eltricos, foges e aquecedores de gua a gs e coletores solares. Tal processo de avaliao da conformidade impe estabelecer procedimentos normalizados de ensaio, implantar laboratrios de medio de desempenho e se desenvolve em estreita articulao e cooperao com os fabricantes e fornecedores.

Posteriormente, superada a crise do petrleo, agrava-se a conjuntura do se-tor eltrico, levando criao, em 1985, do Programa Nacional de Conservao de Energia Eltrica (Procel), sob a coordenao da Eletrobrs. Esse programa constitudo por diversos subprogramas, com aes nas reas industrial, de sa-neamento, educao, edificaes, prdios pblicos, gesto energtica municipal, informaes, desenvolvimento tecnolgico e difuso, com um rico histrico de experincias e efetivos resultados (Procel, 2006b). Especial destaque conferido ao Selo e ao Prmio Procel que, em conjunto com as atividades de etiquetagem e marketing, so responsveis por quase 70% dos resultados obtidos. De modo complementar e sob o acompanhamento da Agncia Nacional de Energia El-trica (Aneel), desde 1999 o Programa de Eficincia Energtica (PEE) tem orien-tado a aplicao de 0,5% do faturamento das concessionrias de energia eltrica em eficincia energtica, contando com recursos expressivos.

Com o reconhecimento de potenciais anlogos de economia de energia no setor de combustveis, em 1991 foi lanado o Programa Nacional de Racionali-zao do Uso de Derivados de Petrleo e do Gs Natural (Conpet), gerido pela Petrobras, no qual se destacam aes na rea de transporte de carga, passageiros e combustveis, bem como aes educacionais, de marketing e etiquetagem, com o Selo e o Prmio Conpet.

Esses programas vm acumulando um bom acervo de resultados, embora ainda no tenham contado com a visibilidade adequada e o nvel de importncia devido, alm de carecer de uma maior coordenao entre si. Ainda em mbi-to federal, um marco importante para a eficincia energtica no Brasil foi a Lei n.10.295, sancionada em outubro de 2001, dispondo sobre a Poltica Nacional de Conservao e Uso Racional de Energia. Essa lei prev o estabelecimento de nveis mximos de consumo especfico de energia, ou mnimos de eficincia ener-gtica, de mquinas e aparelhos consumidores de energia fabricados e comerciali-zados no pas, responsabilidade do Comit Gestor de Indicadores e de Nveis de Eficincia Energtica (CGIEE), constitudo pelo Executivo nos termos do Decre-to 4.059, tambm de 2001. Essa legislao foi discutida longamente e representa um amadurecimento institucional na promoo da eficincia energtica no Brasil, a ser preservado e valorizado. Utilizando seus instrumentos, foram estabelecidos nveis mnimos de desempenho para motores eltricos trifsicos de induo, lm-padas fluorescentes compactas, e se encontram em processo adiantado de regula-


mentao os refrigeradores, condicionadores de ar, foges e aquecedores a gs. interessante observar que essa lei permite definir nveis mnimos de desempenho, em carter compulsrio, portanto de modo diferenciado da etiquetagem classifi-catria de eficincia do PBE, que se realiza essencialmente de modo voluntrio.

Perspectivas da eficincia energtica: alguns exemplosPara exemplificar as possibilidades de reduzir os nveis de desperdcio de

energia, a seguir se comentam as potencialidades de alguns equipamentos e uso finais representativos do quadro energtico brasileiro, com casos em que se en-caminharam solues e outros em que ainda se aguardam medidas para reduzir as perdas. Assim, sero brevemente comentados os equipamentos de refrigera-o domstica, os chuveiros eltricos, os veculos leves e a cogerao. Esses casos no esgotam a diversidade de equipamentos e setores de consumo; contudo, possvel afirmar que em todos os demais se observam perspectivas similares, em que se conjugam desenvolvimentos tecnolgicos e a introduo de hbitos mais responsveis no uso da energia.

Refrigerao domsticaOs equipamentos para refrigerao de alimentos e bebidas esto entre os

maiores consumidores de energia no setor residencial no Brasil, representando 28% do consumo setorial, com sua eficincia afetando de forma importante o consumo de energia eltrica. Reconhecendo esse quadro, desde 1995 se pro-move o Selo Procel, qualificando os melhores produtos e orientando os consu-midores ao adquirir refrigeradores e freezers. Como resultado desse Programa, notvel a evoluo da eficincia, exemplificada por uma reduo de 20% no consumo de energia, que passou de 400 para 320 kWh/ano entre 1995 a 2005,no caso dos refrigeradores de uma porta (Procel, 2006c). As principais medidas adotadas foram o aperfeioamento dos compressores, o aumento da espessura do isolamento trmico, as melhorias na vedao e no sistema de controle.

Visando avaliar os efeitos energticos do emprego do Selo Procel em tais eletrodomsticos, foram estimados os consumos energticos ao longo da vida til desses equipamentos com e sem o Selo, determinando-se as economias de energia efetivamente alcanadas em razo da parcial adoo dos equipamentos com Selo pelo mercado e a economia potencial total, correspondente plena adoo dos equipamentos com Selo. Nesse estudo foram considerados o efeito da idade do equipamento e o da temperatura externa sobre seu desempenho, fatores que interferem de forma significativa no consumo energtico, impondo desagregar os equipamentos por categorias, estimar os parques existentes nos diversos anos e trabalhar de forma regionalizada para se avaliar de modo consis-tente a economia de energia. Os resultados preliminares desse estudo, em fase de concluso pelo Procel, esto indicados na Figura 1, considerando todos os re-frigeradores e freezers existentes no Brasil. A linha vermelha superior indica qual seria o consumo se os equipamentos apresentassem a eficincia mdia sem Selo;a linha verde indica o consumo estimado com o atual nvel de adoo do Selo


Figura 1 Consumo de energia eltrica em refrigeradores e freezers no Brasil e efeito do Selo Procel (valores preliminares, Procel, 2006c).

(cerca de 50% das geladeiras e freezers); e a linha azul, o consumo que resultaria da plena adoo (100%) pelo mercado dos equipamentos com Selo.

Segundo a avaliao efetuada, em 2004 as geladeiras e os congeladores exis-tentes no Brasil consumiram 22.136 GWh, significando uma economia de 3,5%(806 GWh) ante o consumo que seria observado caso o Selo Procel no fosse adotado em seus nveis atuais, estimado em 22.942 GWh. O potencial total de economia, correspondente plena adoo do Selo, estimado em 6,9% (1.580 GWh). Considerando o impacto sobre as necessidades de potncia, em 2005 o Selo Procel contribuiu para uma reduo na demanda de ponta de cerca de 150 MW, apenas no mbito de refrigeradores e freezers, equivalentes a uma potncia maior que a capacidade instalada na Usina Hidreltrica de Funil, em Itatiaia, RJ.

Aquecimento de gua residencialO chuveiro eltrico, responsvel por quase 26% da energia eltrica consu-

mida nas residncias brasileiras, uma patente dos anos 1950, quando se ini-ciavam a expanso da eletrificao no Brasil e o incremento da urbanizao, difundindo-se especialmente nas regies Sul e Sudeste e permitindo que o sau-dvel hbito indgena do banho dirio se consolidasse entre ns. Apesar desses mritos, o chuveiro eltrico apresenta srias desvantagens, podendo-se afirmar que se trata na verdade de um paradigma da ineficincia e da ausncia de racio-nalidade no uso de energia.

Em primeiro lugar, o chuveiro eltrico um aquecedor de passagem, isto , aquece a gua no momento de uso, e para tanto requer uma potncia elevada, sobretudo quando a vazo e a diferena de temperatura desejadas so grandes. Assim, os chuveiros no representam apenas os maiores consumidores de energia

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nas residncias (em kWh), mas tambm so eles que definem a potncia reque-rida nos domiclios (em kW), com impacto direto nas condies de suprimento pelas concessionrias, mesmo porque os banhos em geral acontecem no perodo de maior carga. Quando se comparam os efeitos econmicos, tal concentrao de potncia fica ainda mais grave: uma ducha eltrica pequena consome cerca de 4 kW, custa menos de 20 reais, mas exige uma potncia eltrica cujo custo de implantao (gerao, transmisso, distribuio, cerca de 2.500 dlares por kWinstalado e um fator de coincidncia de 50%) onera a sociedade em pelo menos 10.000 reais. basicamente por isso que o chuveiro eltrico quase no existe em outros pases, onde tipicamente se empregam combustveis para aquecer gua, e quando se usa aquecimento eltrico empregam-se aquecedores de acumulao, com potncia bastante limitada.

O segundo grande defeito dos chuveiros sua baixssima eficincia na converso energtica. A energia eltrica uma forma nobre de energia e, ao ser convertida em calor de baixa temperatura, gera uma grande perda irreversvel, que pode ser avaliada pela significativa gerao de entropia que promove. Umchuveiro eltrico tpico usa menos de 5% da disponibilidade energtica que con-some, o resto desperdia. Enquanto se usa eletricidade produzida em centrais hidreltricas esse problema apenas grave, mas, quando se prope aumentar a participao da gerao termeltrica, temos um enorme contra-senso: queimar um combustvel para obter calor, para produzir eletricidade, para novamente obter calor significa multiplicar por trs o desperdcio de energia.

Naturalmente que o grande nmero de chuveiros eltricos hoje existen-tes continuar a operar por um bom tempo, mas, a despeito de qualquer crise energtica, fundamental procurar a paulatina introduo de tecnologias mais sensatas. O aquecimento de gua diretamente de fontes trmicas indiscutivel-mente superior. Do mesmo modo, deve ser promovido o uso das bombas de ca-lor, ainda pouco difundidas no Brasil, que permitem reduzir em muito as perdas comparativamente aos chuveiros. Com uma bomba de calor, uma quantidade de energia eltrica promove um efeito trmico seis a oito vezes maior que o conse-guido no chuveiro eltrico. Por isso, so de lamentar as recentes e irresponsveis medidas governamentais que reduziram os tributos federais sobre os chuveiros eltricos, na contramo da racionalidade energtica, desestimulando a adoo de coletores solares e o uso de combustveis como o GLP e o gs natural.

Automveis (veculos automotores leves)Compreensvel pelas dimenses continentais de seu territrio, a principal

utilizao de combustveis no Brasil est associada movimentao de bens e pessoas, respondendo em 2005 por 34% do consumo de energia no pas, ex-cluindo-se a energia eltrica (MME, 2006a). No mbito dos combustveis co-mercializados, mais da metade consumida em motores de combusto, em sua maioria acionando veculos rodovirios. De fato, o setor rodovirio significa 92%do consumo total de combustveis no setor de transporte, pelas reconhecidas li-


mitaes da malha ferroviria e da infra-estrutura para outros modais. Do ponto de vista da diversidade de combustveis utilizados, o mercado brasileiro de com-bustveis automotivos um dos mais dinmicos do mundo, observando-se ao longo das ltimas dcadas a introduo dos biocombustveis de forma relevante e a rpida adoo do gs natural veicular.

Em que pese a grande importncia da demanda associada ao transporte de carga em caminhes e nibus, os consumidores de veculos leves, cerca de vinte milhes de automveis e camionetes, tm reduzido acesso aos dados sobre efi-cincia de seus veculos, diferentemente do que ocorre com os veculos comer-ciais, onde esses dados so relevantes e bem conhecidos, at por influir bastante na formao dos custos operacionais. Grande parte da imprensa especializada parece ignorar o desempenho energtico, valorizando apenas os aspectos estti-cos, de conforto e potncia.

Com a evoluo do mercado automobilstico, as potncias dos veculos tm se elevado de forma importante, eventualmente acima das necessidades e com pouca ateno ao consumo especfico, indicando um claro espao de aperfeioamento. Como conseqncia da maior importncia atribuda em mui-tos pases ao uso racional de energia, notvel a melhoria dos indicadores de desempenho energtico, mesmo quando os carros modernos incorporam itens que implicam maior consumo de energia, como sistemas de ar condicionado e direo hidrulica. A plena difuso de ndices de eficincia energtica e o estabe-lecimento de metas de desempenho em veculos tm levado a resultados signifi-cativos em diversos pases, com benefcios no apenas em economia de energia e reduo da poluio atmosfrica, mas tambm de gerao de renda e ampliao das oportunidades de trabalho (Bezdek & Wendling, 2005).

Como um indicador do potencial aparente de economia de energia em automveis brasileiros, a Figura 2 mostra como os consumos especficos m-dios nos automveis brasileiros a gasolina e a lcool cresceram respectivamente 13% e 35% durante os ltimos vinte anos (Branco et al., 2004). As colunas em linha vermelha nesse grfico referem-se ao consumo energtico equivalente em gasolina pura, sem etanol. Com o surgimento dos motores flexible fuel, obser-va-se ainda mais claramente a necessidade de promover a eficincia veicular, na medida em que esses motores poderiam ser os mais eficientes quando usando gasolina e so os menos eficientes quando usando lcool (IMT, 2004).

Esse quadro tende a modificar-se no sentido desejvel no Brasil. Resul-tado de uma oportuna concertao envolvendo entidades governamentais e a indstria automobilstica, por intermdio da Associao Nacional de Fabrican-tes de Veculos Automotores (Anfavea), em um esforo liderado pelo Conpet e pelo Inmetro no mbito do Comit Gestor de ndices de Eficincia Energtica do MME, foi decidida a adoo de etiquetas de eficincia energtica em ve-culos leves produzidos no Brasil. Trata-se de um avano importantssimo para proporcionar aos consumidores mais informaes sobre o desempenho de seus


automveis, que progressivamente poder ser um aspecto decisivo entre suas caractersticas. Vale comentar que em muitos pases a etiquetagem de eficincia energtica (e, por conseqncia, de emisses) uma prtica normal; contudo, sua adoo imps definir procedimentos de ensaios, formas de classificao dos veculos e dos grupos de desempenho (Conpet, 2005).

Figura 2 Consumos mdios em veculos leves no Brasil (Branco et al., 2004).

CogeraoA cogerao talvez seja um dos exemplos mais emblemticos do potencial

ignorado do uso eficiente dos recursos energticos, despercebido pela maioria dos consumidores de combustvel em aquecedores, fornos e caldeiras. De fato, ao utilizar de forma restrita e simplificada os balanos energticos para avaliao do desempenho desses equipamentos trmicos, usual determinar rendimen-tos relativamente elevados, acima de 80%, dando a impresso de que as perdas de energia, observadas majoritariamente nas chamins, representam uma par-cela pequena e praticamente inevitvel associada aos processos de combusto e transferncia de calor. Contudo, uma anlise mais detida e empregando de forma mais correta os princpios da Termodinmica mostra que, ao se utilizar um combustvel com temperaturas de chama superiores a 1.200C para atender a demandas trmicas tipicamente a temperaturas inferiores a 200C, perde-se uma importante capacidade de produzir potncia til. A forma mais correta de se utilizar a energia dos combustveis nesse caso por meio de um ciclo trmico, com um motor ou uma turbina gerando potncia e rejeitando calor no nvel de temperatura desejado, com menor gerao de entropia.

Como um excelente exemplo de emprego da cogerao, as usinas de a-car e etanol queimam o bagao de cana em caldeiras, gerando vapor de alta pres-so, que se expande em turbinas at a presso utilizada no processo industrial, gerando quantidades apreciveis de energia eltrica. Para vapor a presses de aproximadamente 20 bar, as usinas alcanam a auto-suficincia em eletricidade; contudo, medida que a entalpia do vapor se eleva, reduzem-se as perdas ter-modinmicas e cresce proporcionalmente a gerao de excedentes de energia

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eltrica. Para presses de 60 bar e temperaturas de 450C na sada das caldeiras, pode ser produzido um excedente de aproximadamente 60 kWh por tonelada de cana processada, praticamente sem aumentar o gasto de combustvel. Diversosoutros setores de consumo que conjugam cargas eltricas e trmicas (incluindo de baixas temperaturas), como as indstrias qumica, txtil, de alimentos e cen-tros comerciais, aeroportos, hotis e hospitais, podem adotar a cogerao com bons resultados (Silva & Haddad, 2006).

Em diversos pases industrializados, a tecnologia de produo combinada de energia eltrica e calor til tem sido estimulada, visando a benefcios am-bientais e econmicos, com resultados significativos em termos de reduo nos custos de expanso da capacidade de gerao. Em termos globais, a potncia instalada em sistemas de cogerao tem se expandido a mais de 7% anuais, e apenas no caso americano, utilizando principalmente gs natural, a cogerao agregou nos ltimos quinze anos cerca de 70 GW (Wade, 2006), praticamente a capacidade total atualmente instalada nas hidreltricas brasileiras.

Estima-se que a capacidade dos sistemas de cogerao no Brasil alcance 1,4 GW (potncia das usinas qualificadas pela Aneel, 2006); entretanto, h um amplo potencial por desenvolver. Estima-se que apenas nos setores sucroalcoo-leiro e de papel e celulose a cogerao poderia atingir respectivamente 4,0 GW e1,7 GW, com tecnologias convencionais (Wade, 2006), ampliando a confiabili-dade, postergando investimentos em gerao no sistema eltrico e melhorando a eficincia energtica no pas. As principais barreiras a superar para expandir a cogerao no Brasil so a persistncia de um marco regulatrio tmido para estimular autoprodutores e estabelecer as condies adequadas para operao interligada e a transao de excedentes energticos, bem como a reduzida malha de distribuio de gs natural.

Potenciais de uso racional de energia no BrasilOs estudos preliminares sobre o potencial resultante do incremento da

eficincia energtica no Brasil, efetuados no mbito do Plano Nacional de Ener-gia, que projeta cenrios energticos para o ano 2030, indicam valores expres-sivos, como mostram as figuras a seguir (MME, 2006b). Para a energia eltrica, os valores apresentados se baseiam em estimativas da Associao Brasileira das Empresas de Servios de Conservao de Energia (Abesco) e Eletrobrs (Proje-to Reluz) e indicam um potencial total de 29,7 TWh (terawatts-hora), cerca de 8,3% do consumo observado em 2005. Considerando um valor de R$ 130,00 por MWh, a implementao dessas medidas de eficincia nos sistemas eltricos poderia economizar R$ 3,86 bilhes anuais. Para setores utilizando derivados de petrleo e gs natural, o incremento da racionalidade energtica alcanaria 5,5milhes de TEP (toneladas equivalentes de petrleo), ou seja, 6,7% do consumo nacional de petrleo. Assumindo um preo mdio para esses combustveis de US$ 65,00 o barril e uma taxa de cmbio de 2,00 reais por dlar, a eliminao desse desperdcio permitiria uma economia anual de 5,2 bilhes de reais.


Figura 3 Potencial de economia de derivados de petrleo e gs natural do Brasil (MME, 2006b).

Figura 4 Potencial de energia de economia eltrica no Brasil (MME, 2006b).

Tais potenciais so estimativas preliminares, e espera-se que medida que se promova seu desenvolvimento os valores sejam conhecidos de maneira mais consistente, bem como possam ser discriminados outros potenciais. Nessesentido, a avaliao quantitativa e, quando possvel, auditvel dos resultados dos programas e das aes de eficincia energtica da maior relevncia e tem despertado grande interesse. A principal dificuldade reside em estimar bem o consumo energtico que deixa de ocorrer e a potncia economizada, devendo se mencionar os esforos em curso para consolidar uma metodologia interna-

0 500 1000 1500 2000 2500

Comercial

Pblico

Agropecurio

Residencial

Industrial

Outros

kTEP

Transporte

0 2 4 6 8 10

Iluminao pblica

Saneamento

Pblico

Outros

Comercial

Residencial

Industrial

TWh


cional de monitoramento e avaliao dos resultados dos programas de eficincia energtica, por meio do Protocolo Internacional de Medio e Verificao de Performance (PIMVP). Uma detalhada e abrangente reviso dessas metodo-logias foi proposta pelo Programa de Avaliao das Medidas para a EficinciaEnergtica e Gerncia da Demanda, desenvolvido pela Agncia Internacional de Energia e com estudos de casos na Blgica, no Canad, na Coria do Sul, na Dinamarca, na Frana, na Holanda, na Itlia e na Sucia. Como regra geral, esse manual recomenda a comparao das curvas de carga antes e aps a adoo das medidas de fomento da eficincia, cotejando assim as curvas de base (baselines)com as curvas de carga modificadas (IEA/DSM, 2006), como apresentado an-teriormente para a avaliao do impacto do Selo Procel sobre o consumo de refrigeradores e congeladores.

Alm da evoluo tecnolgica como fonte de alternativas para a reduo dos desperdcios de energia, reitere-se a relevncia de difundir hbitos e usos mais responsveis. Medidas simples de conscientizao podem levar a economias substantivas de combustveis e energia eltrica, apenas pela reduo das perdas e sem afetar os servios providos pela energia.

ConclusesA limitada conscincia dos potenciais energticos associados ao incremen-

to da eficincia e a persistncia de uma viso segmentada e reducionista dos sistemas energticos a partir das perspectivas das fontes primrias utilizadas tm determinado a manuteno de um nvel elevado de perdas, pela ausncia das integraes entre usos e da valorizao dos fluxos energticos. Com efeito, e apenas como exemplo, o setor eltrico, que recentemente passou a vivenciar crescente preocupao com descompassos entre as disponibilidades e a demanda de eletricidade, tem oferecido de um modo geral como solues apenas a am-pliao obsessiva da capacidade instalada, sob condies econmica e ambien-talmente questionveis, sem dar a devida ateno gesto da demanda, consi-derada de modo superficial e secundrio. Estudos internacionais tm mostrado que cada dlar investido em eficincia energtica economiza dois dlares em sistemas de gerao e distribuio energtica (IEA, 2006). Nesse sentido, deve-se considerar um avano notvel as novas perspectivas de insero da eficincia na agenda das autoridades energticas, que podero sair do imobilismo dos lti-mos anos e retomar com a intensidade necessria programas e aes de fomento racionalidade energtica.

imperativo rever os marcos da poltica energtica, em particular quanto sua subordinao s pautas dos agentes da oferta, incapazes de ver alm dos medidores de consumo de energia, sejam eles watthormetros sejam bombas de combustvel, e recolocar os objetivos de um desenvolvimento energtico mais saudvel, onde energia um meio e no um fim em si mesmo.


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RESUMO Os sistemas energticos modernos so complexas redes de explorao de recursos naturais, com sucessivos processos de converso e transporte de energia e um elevado nvel de perdas, cuja reduo constitui uma fonte virtual de energia, que deve ser mais bem explorada, com vantagens econmicas e ambientais. Nestas notas se revi-sam os conceitos de perdas em sistemas energticos e a evoluo do marco institucional brasileiro para fomento do uso racional de energia, apresentando-se as perspectivas para a reduo dos desperdcios de energia em alguns usos finais: refrigerao domstica, aquecimento de gua residencial, veculos leves e cogerao. So apresentados os po-


tenciais totais estimados de economia de energia eltrica e combustveis, desagregados por setores de consumo.

PALAVRAS-CHAVE: Conservao de energia, Demanda energtica, Eficincia, Uso racional de energia.

ABSTRACT Modern energy systems are complex exploitation networks of natural re-sources with successive conversion and energy transportation processes and a high level of losses. These losses constitute a virtual energy source that must be better exploited in order to provide economic and environmental advantages. Here, the concept of energy system loss and the evolution of Brazilian institutional framework to enhance the pro-motion of a rational use of energy will be presented, as well as the perspectives to reduce energy waste in end uses: domestic refrigeration, residential water heat, light vehicles and cogeneration. The estimated total capacities of electric energy and fuel economy (by consuming sectors) are also presented.

KEYWORDS: Energy conservation, Energy demands, Efficiency, Rational use of energy.

Luiz Augusto Horta Nogueira professor de Termodinmica do Instituto de Recur-sos Naturais da Universidade Federal de Itajub e, entre outubro de 2006 e maio de 2007, ocupa a Ctedra do Memorial da Amrica Latina. @ [email protected]

Recebido em 16.1.2007 e aceito em 7.2.2007.

Documents

NOGUEIRA, Luiz - Uso Racional, A Fonte Energética Oculta