Como funciona uma termoelétrica quais as fontes de energia utiliza?

O que é: produção de eletricidade a partir da energia térmica, ou seja, a transformação da energia térmica em elétrica. A geração termelétrica pode ser obtida por meio da combustão a partir da queima de combustíveis ou pela fissão nuclear, que transforma energia térmica em cinética (movimento de vapor) e depois em eletricidade.

Como funciona: a transferência de energia na forma de calor é resultado da diferença de temperatura entre dois corpos. Na geração termelétrica, utiliza-se a queima de um combustível para aquecer a água em uma caldeira até se tornar vapor que, associada a alta pressão, faz girar uma turbina, acoplada a um gerador, onde é gerada a eletricidade.

No Brasil, a geração termelétrica possui papel complementar, com operação determinada quando há necessidade de reduzir a produção hidrelétrica a fim de preservar o armazenamento dos reservatórios.

O desafio do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), neste caso, é o de equilibrar a geração termelétrica com a hidrelétrica, evitando vertimento de água dos reservatórios, com acionamento desnecessário de térmicas, cujo custo de combustível onera os consumidores, e racionamento de energia, por ausência do despacho termelétrico.

Histórico: As primeiras usinas termelétricas no Brasil surgiram no século XIX. Em 1883, por exemplo, em Campos dos Goytacazes, foi inaugurada uma termelétrica dotada de três dínamos, com 52 kW para abastecer a iluminação pública – a cidade foi a primeira a contar com iluminação pública como serviço público. Na década de 1920, o país possuía capacidade instalada da ordem de 355 MW, pertencente a 300 empresas, e do total gerado, 78% era proveniente de hidrelétricas e 22% de termelétricas, utilizadas para complementar o suprimento da hidroeletricidade.

Apesar da predominância hídrica no país ao longo dos anos, o Brasil apostou no desenvolvimento de projetos termelétricos como forma de explorar a potencialidade dos recursos fósseis disponíveis (especialmente carvão mineral) e suprir a demanda não coberta pelas hidrelétricas. Em 1940, o governo regulamentou a situação das usinas térmicas, integrando-as à disposição do Código de Águas, criado em 1934.

No caso do carvão mineral, por exemplo, a termelétrica movida a esse combustível mais antiga do país é a usina São Jerônimo, que teve as obras iniciadas em 1948 e inaugurada em 1955, segundo dados da Empresa de Pesquisa Energética (EPE). As atividades da usina foram encerradas no fim de 2013, por determinação de órgão ambiental.

Usinas como o Complexo Termelétrico Presidente Médici (Candiota), também saíram do papel na década de 50, quando tiveram início as primeiras pesquisas sobre o aproveitamento do carvão mineral para geração de energia. Candiota I foi inaugurada em 1961. Jorge Lacerda, hoje da Engie Brasil Energia, teve as primeiras unidades geradoras (I e II) entre 1965 e 1967.

Já o uso de combustíveis fósseis líquidos para a geração de energia é menos expressiva na matriz energética. O óleo combustível e óleo diesel foram a base do atendimento aos Sistemas Isolados, no Norte do país, onde até a década de 2010 a maior parte da região estava excluída do Sistema Interligado Nacional (SIN). Esses combustíveis também são utilizados no atendimento à demanda de pico do sistema elétrico, com o uso de motogeradores – em geral por consumidores comerciais, industriais e edifícios.

Em 1954, entrou em operação a térmica Piratininga, a primeira usina a óleo combustível de grande porte do país. Outras usinas a óleo foram sendo implementadas no país, como as térmicas Campos e Santa Cruz, ambas no Rio de Janeiro.

Durante décadas, o atendimento à Amazônia também foi feito por usinas a óleo combustível e diesel, cujo custo é mais elevado em comparação com outras fontes. A região Norte sempre foi caracterizada pelas grandes dimensões territoriais, ocupadas pela Floresta Amazônica, baixa densidade demográfica, dificuldade de acesso a inúmeras localidades, e baixo índice de desenvolvimento econômico.

A redução da dependência da geração a óleo foi intensificada em etapas. Uma delas se deu com a construção de algumas hidrelétricas, como Tucuruí, entre as décadas de 1970 e 1980. A partir de 2003, o governo implantou o programa Luz para Todos, que teve incluído o estudo de alternativas para a substituição da geração fóssil por renovável.

Outra etapa foi a partir da interligação por linhas de transmissão – em 2009, por meio do sistema Acre-Rondônia, e depois, em 2013, por meio da linha Tucuruí – Manaus – Macapá. A conversão de parte das usinas em bicombustíveis, a fim de permitir o uso do gás natural produzido na Amazônia, também tem relação com o movimento.

Por outro lado, o salto das reservas de óleo e gás ocorrido na década de 1980 começou a abrir espaço para o uso do gás natural como fonte de geração de energia elétrica, com a exploração mais intensiva das reservas marítimas da Bacia de Campos, no Rio de Janeiro, e depois em outras regiões, como a Amazônia e o Nordeste. Em 1999, entra em operação o Gasoduto Brasil-Bolívia (Gasbol), com capacidade de transportar 30 milhões de metros cúbicos por dia, volume este distribuído por vários estados do país.

A geração termelétrica, de forma geral, começou a ganhar mais espaço no Brasil a partir dos anos 2000, com a proximidade de um racionamento de energia. O Programa Prioritário de Termelétricas (PPT) foi lançado em fevereiro de 2000 pelo então ministro de Minas e Energia Rodolpho Tourinho (1941-2015), para incentivar a construção de termelétricas a gás e carvão num prazo de 24 meses, inferior aos cinco anos, em média, exigidos por hidrelétricas, de modo que esses empreendimentos pudessem entrar em operação entre 2001 e 2003.

O programa não avançou como esperado e resultou numa segunda iniciativa: o Programa Emergencial de Termelétricas, que resultou na construção de 21 termelétricas, sendo que grande parte delas iniciou operação comercial a partir de 2002, após o racionamento de 2001.

O Novo Modelo do Setor Elétrico, que resultou no marco regulatório em vigor desde 2004, criou condições para a expansão da geração termelétrica, com a criação dos leilões de energia nova. No entanto, em setembro de 2006, um grupo de termelétricas da Petrobras estavam paradas por falta de gás e quando o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) determinada o despacho térmico, as usinas não produziam energia alegando falta de combustível. A Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) determinou a realização de testes de desempenho em que atestou geração abaixo da determinada – 13 usinas foram testadas e foi constatado um déficit total de 3.624,55 MW médios.

Com isso, a Aneel firmou termo de compromisso com a Petrobras a fim de elevar a oferta de gás natural para atendimento das termelétricas entre os anos de 2007 e 2011, sob risco de penalidades.

Entre 2007 e 2008, com a falta de projetos hidrelétricos e a ausência de gás para novos projetos, termelétricas a óleo tiveram expansão mais acelerada na matriz energética. Parte desses projetos, desenvolvida pela Bertin, que totalizou aproximadamente 6 GW, não saiu do papel, deixando distribuidoras de energia contratualmente descobertas. Alguns projetos foram adquiridos por outros empreendedores, enquanto outros foram revogados.

Com a crescente pressão pela redução das emissões de gases de efeito estufa, que culminaram no Acordo de Paris, e com custos variáveis unitários mais elevados, usinas a carvão mineral e a óleo combustível passaram a ser substituídos por usinas renováveis. No entanto, o gás natural passou a ser considerado na expansão da oferta, especialmente com o aumento da oferta motivado pela exploração de reservas localizadas no Pré-Sal brasileiro.

Confira a MegaBase de Dados para acessar informações sobre a geração termelétrica brasileira.

É bom saber também: 

• com a assinatura do termo de compromisso entre a Aneel e a Petrobras, o Brasil passou a contar com terminais de regaseificação de gás natural liquefeito (GNL), nos estados do Rio de Janeiro, Bahia e Ceará. Os terminais abriram espaço para a importação de gás, além do oriundo da Bolívia, e criou uma possibilidade de expansão da oferta. Os três terminais possuem capacidade de regaseificar 41 milhões de m³/dia de gás natural.
• além dos combustíveis fósseis, é possível gerar energia térmica a biomassa, especialmente a partir do bagaço de cana-de-açúcar. O conceito é o mesmo, mas em vez da queima de combustível fóssil, é possível utilizar resíduos da cana, tipos de capim, cavaco de madeira e lixo urbano, entre outros tipos. No caso da biomassa, a geração termelétrica pode ser comercializada como fonte incentivada, a depender do montante de energia injetado no SIN.

Como funciona uma usina termelétrica e quais as fontes de energia que podem ser utilizadas nesse tipo de usina?

Como é uma termoelétrica como ela funciona?

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Qual é a fonte de energia utilizada pela termelétrica essa fonte renovável ou não renovável?