relatório parcial
Transcrição
relatório parcial
- RELATÓRIO PARCIAL - Adaptação e atualização da matriz energética do Guia Técnico LIFE 01 (LIFE-BR-TG01) Versão 1.5 Brasil – Português (JULHO/2012) Comissão Técnica Temporária de Energia (CTT-Energia) Rio de Janeiro, 20 de dezembro de 2012. Índice 1. Introdução .......................................................................................................................... 3 2. Objetivo do Trabalho ....................................................................................................... 4 3. Metodologia ....................................................................................................................... 4 4. Resultados ......................................................................................................................... 9 4.1 Descrição das Fontes Energéticas e a Matriz de Impacto .................................. 9 4.1.1 PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS ................................................................................. 9 4.1.2 GÁS NATURAL .......................................................................................................... 22 4.1.3 CARVÃO MINERAL .................................................................................................... 32 Matriz de Impacto Carvão Mineral ............................................................................. 40 4.1.4 NUCLEAR................................................................................................................... 41 4.1.5 BIOMASSA (LENHA) .................................................................................................. 49 4.1.6 BIOMASSA (RESIDUAL) ............................................................................................. 57 4.1.7 HIDROELETRICIDADE ................................................................................................ 64 4.1.8 BIOCOMBUSTÍVEIS (ÓLEOS E BIODIESEL) ............................................................... 71 4.1.9 BIOCOMBUSTÍVEIS (ETANOL) ................................................................................... 76 4.1.10 BIOGÁS ................................................................................................................... 81 4.1.11 SOLAR ..................................................................................................................... 87 4.1.12 EÓLICA .................................................................................................................... 93 4.1.13 GEOTÉRMICA .......................................................................................................... 97 4.1.14 ENERGIA DO MAR ................................................................................................. 100 4.1.15 FONTES RESIDUAIS NÃO RENOVÁVEIS ............................................................... 103 4.2 5. Matriz de Impacto por Fonte Energética ........................................................ 105 Referências Bibliográficas ......................................................................................... 106 ANEXO I................................................................................................................................... 113 ANEXO II ................................................................................................................................. 119 1 2 1. Introdução A prospecção de fontes, produção de vetores e o consumo de energia são fundamentais para a atividade econômica de uma nação. Entretanto, o contínuo de uso dos recursos energéticos provocam impactos ambientais que podem se reverter em restrições ao desenvolvimento da mesma, uma vez que comprometem a biodiversidade. Tais questões, antes negligenciadas, passaram a ser mais intensamente discutidas na ocasião da Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento (CNUMAD), realizada no Rio de Janeiro em junho de 1992 e, por isso, ficou conhecida como Rio 92. Durante a Rio 92, com o intuito de incorporar as questões ambientais na agenda política dos países, foi definido o conceito de desenvolvimento sustentável, onde se tenta garantir que a sociedade atenda suas necessidades presentes sem comprometer a biodiversidade e os ecossistemas naturais, planejando e agindo de forma a permitir que as gerações futuras possam ter meios de atender as suas próprias necessidades. Neste sentido, também foi estabelecida a Convenção sobre a Biodiversidade Biológica (CBD) na mesma conferência, estruturada sobre três bases principais: a conservação da diversidade biológica, o uso sustentável da biodiversidade e a repartição justa e equitativa dos benefícios provenientes da utilização dos recursos genéticos. A CBD se refere à biodiversidade em três níveis: ecossistemas, espécies e recursos genéticos. Desde então, as discussões sobre o tema evoluíram culminando na declaração da ONU em 2010 como o Ano Internacional da Biodiversidade, com o objetivo de trazer ao debate público global a importância da conservação da diversidade biológica em todo o mundo. Assim sendo, as empresas, a sociedade e o Estado compartilham responsabilidades pela conservação dos biomas e pela busca de oportunidades econômicas para a gestão sustentável dos recursos naturais. Neste sentido, o Instituto LIFE desenvolveu um mecanismo de certificação especializada em biodiversidade, com o objetivo de identificar e reconhecer as organizações públicas e privadas que desenvolvem ações 3 positivas para conservar a biodiversidade, contribuindo assim para a conservação dos espaços naturais e seus processos ecológicos. A certificação considera aspectos ambientais direta e indiretamente relacionados à biodiversidade. O primeiro diz respeito à ocupação de áreas naturais e o segundo, à emissão de gases de efeito estufa; à geração de resíduos; ao consumo de água; e à utilização de energia. 2. Objetivo do Trabalho A metodologia desenvolvida pelo Instituto LIFE permite o reconhecimento público de organizações que realizam ações para a conservação e o uso sustentável da biodiversidade. E como qualquer metodologia, é necessário passar por frequentes revisões. No caso específico deste trabalho de revisão e atualização da matriz energética do Guia Técnico LIFE 01 em elaboração pela equipe da COPPE, o objetivo geral será revisar todos os aspectos metodológicos relativos à utilização de energia, que diz respeito aos aspectos ambientais indiretamente relacionados com a biodiversidade. 3. Metodologia A matriz de impacto por fonte energética para o cálculo dos Valores de Severidade (VS) utilizada pelo Instituto LIFE considera as seguintes fontes e tecnologias de conversão e aproveitamento de energia: Petróleo e derivados, Gás Natural, Carvão mineral, Nuclear/fissão, Biomassa (lenha e residual), Hidroeletricidade, Biocombustíveis (álcool, óleos e biodiesel), Biogás, Solar, Eólica, Geotérmica e Energia do mar.1 A Comissão Técnica Temporária de Energia propôs o acréscimo de mais uma fonte energética a esta matriz: Resíduos Não Renováveis2. 1 O guia técnico da LIFE (TG01) considerava “Térmica das marés” ao invés de “Energia do mar”, entretanto, como esta última abrange a anterior, considera-se mais adequada a utilização da referida tecnologia. 2 A inclusão desta fonte energética se justifica por ser resíduos não renováveis serem comumente gerados de processos produtivos que utilizam fontes fósseis. Estes resíduos tem poder calorífico significativo e podem ser reaproveitados como vetores energéticos. 4 O cálculo dos VS é feito a partir de um índice de impacto que engloba aspectos ambientais relacionados a cada fonte energética referentes à hidrologia, clima, sismologia, flora/fauna, paisagem, renovabilidade do recurso, erosão, assoreamento, emissões atmosféricas e ruído. Estes aspectos ambientes foram previamente definidos pelo Instituto LIFE. Os aspectos considerados no cálculo da VS são bastante abrangentes. No estudo da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA, 2005) sobre o tema é recomendado que se utilizem os seguintes aspectos: mudanças climáticas, qualidade do ar, qualidade da água, qualidade do solo, impacto sobre as florestas, geração e gerenciamento de resíduos. No Plano Nacional de Energia 2030, publicado pela Empresa de Pesquisa Energética – EPE (2007), são apresentados impactos relativos a alterações nas características físicas, químicas ou biológicas do ambiente, causados por qualquer forma de material ou energia resultante de uma atividade humana, que direta ou indiretamente afete a saúde humana, a segurança e o bem-estar da população, as atividades sociais e econômicas, a biota, as condições sanitárias e estéticas do ambiente e a qualidade dos recursos naturais. Em La Rovere et al. (2010), onde é desenvolvida uma análise multicritérios, os seguintes indicadores são utilizados: consumo de água, emissões de CO2, área ocupada e emissões de poluentes locais. As cadeias energéticas que são contempladas na matriz de impactos apresentam várias opções tecnológicas, cada uma delas produzindo uma gama de aspectos ambientais que podem incorrer em potenciais impactos desde a sua produção e/ou extração da fonte de energia, passando pelo processamento, transporte e distribuição, utilização, até a fase de instalação, operação e descomissionamento das instalações da tecnologia de geração de energia. A avaliação e aplicação do índice de impacto foi feita por equipe multidisciplinar. A metodologia adotada para a pontuação do índice de impacto associado a cada fonte de energia considerada seguiu as seguintes etapas: 5 a) Definição dos limites do estudo quanto à análise dos impactos associados principalmente, às fontes os energéticas: impactos associados levou-se aos em consideração, empreendimentos de geração/conversão/ geração energética para hidroeletricidade, gás natural, carvão mineral, nuclear, petróleo e derivados, biogás, solar, eólica, geotérmica, energia do mar e resíduos não renováveis. Para biomassa (lenha e residual), biocombustíveis (álcool, óleos e biodiesel), e biogás, foram, também, incorporados à análise os impactos da produção da biomassa. Para todas as fontes energéticas procurou-se considerar toda a cadeia energética de cada combustível ou forma de geração de energia, ou seja, desde sua extração, processamento e distribuição. Entende-se que esta consideração é fundamental para a aplicação do índice de impacto a cada fonte energética, e assim, resultar em uma comparação entre as fontes de forma mais acurada. Dessa forma, foram consideradas as infraestruturas associadas ao longo da cadeia energética de cada fonte, necessárias para a extração, produção, extração, processamento ou distribuição do recurso energético ou da energia. Não foram consideradas formas de distribuição e transmissão quando mais de uma fonte energética se utiliza deste meio, como por exemplo, a rede de distribuição e transmissão do SIN. As fases da cadeia energética em que ocorrem os impactos adotadas neste estudo foram: Extração do energético, Beneficiamento do energético, Conversão/Geração de energia, Armazenamento/distribuição da energia e/ou energético e Uso final do energético/energia. b) Revisão bibliográfica: realizada revisão bibliográfica sobre impactos potenciais (pré-definidos pela contratante) das fontes energéticas selecionadas neste estudo. A revisão apresenta os impactos de forma geral para a cadeia energética como um todo, uma vez que os impactos específicos causados por uma fonte energética em particular dependem do tipo de tecnologia utilizada ao longo da sua cadeia; da localização do empreendimento e das condições climáticas, hidrológicas, atmosféricas, pedológicas e ecológicas da área de intervenção; dos efeitos cumulativos e sinérgicos de outros empreendimentos; 6 das tecnologias de conversão associadas à geração energética; da infraestrutura associada necessária, além das práticas de gerenciamento empregadas pelo pessoal da empresa operadora. Procurou-se, sempre que possível, indicar as características básicas e valores aproximados das grandezas envolvidas, tomando em consideração que as quantidades de emissões/consumo por unidade de energia elétrica produzida podem ser reduzidas significativamente com a evolução da tecnologia e com melhoria de práticas operacionais, mesmo para empreendimentos já existentes. c) Matriz comparativa de impactos: a fim de subsidiar dados para a análise comparativa (Etapa 4), utilizou-se uma matriz de interação baseada na “Matriz de Leopold” (LEOPOLD et al., 1971), constituída por listagens de controle bidimensionais. Esta metodologia apresenta a vantagem de facilitar a quantificação (e, portanto, ordenamento) dos impactos ambientais de diferentes fontes. Outros estudos adotam abordagens diferentes, tais como análise multicritério (La Rovere et al, 2010), análise envoltória (Oliveira et al, 2008), análise puramente qualitativa da matriz de impactos (EPE, 2007), mas nenhuma delas têm a capacidade de generalização como a Matriz de Leopold. Portanto, esta é considerada a mais adequada para este estudo. A Matriz de Leopold foi construída da seguinte maneira: as linhas da matriz apresentam os fatores e/ou aspectos ambientais, enquanto nas colunas estão as ações e fases da cadeia energética em que ocorre o impacto. Cada célula de interseção representa a relação de causa e efeito geradora por impacto. Como critérios de classificação dos impactos foram adotados reversibilidade e magnitude, uma vez que estes estão diretamente relacionados com o grau de severidade de um impacto. Essa etapa pretende reduzir o grau de subjetividade da análise comparativa (Etapa 4), uma vez que critérios de classificação de impactos são adicionados ao processo de decisão. Os critérios de classificação dos impactos são descritos abaixo: Reversibilidade: Classifica os impactos em irreversíveis (IRR) - quando cessada a ação, o fator ambiental não retorna às suas condições originais, pelo 7 menos num horizonte de tempo aceitável pelo homem.- ou reversíveis (REV) – ação cessada, o fato ambiental retorna às condições originais. Magnitude: Refere-se ao grau de incidência de um impacto sobre o fator ambiental, em relação ao universo desse fator ambiental. Ela pode variar de grande (GRA), média (MED) ou pequena (PEQ), segundo a intensidade de transformação da situação pré-existente do fator ambiental impactado. A magnitude de um impacto é, portanto, tratada exclusivamente em relação ao fator ambiental em questão, independentemente da sua importância por afetar outros fatores ambientais. A qualificação e pontuação do critério de severidade adotada seguiu a classificação abaixo (Departamento de Meio Ambiente FIESP, 2007 apud PARIZZOTO, 2011): Severidade 3 (Alta): referindo-se a impactos de alta ou média magnitude, irreversíveis ou de difícil reversão; Severidade 2 (Média): referindo-se a impactos de alta ou média magnitude, mas que sejam reversíveis; Severidade 1 (Baixa): referindo-se a impactos de magnitude mínima, independentemente de sua reversibilidade. d) Comparação dos impactos e aplicação dos índices de impacto por fonte energética: após a classificação do critério severidade, aplicou-se a pontuação para cada impacto considerando uma escala de 0 a 10. Para se chegar nesta pontuação, uma faixa de valores considerando a classificação de severidade e a frequência do impacto ao longo das fases da cadeia energética foi adotada (Tabela 1). 8 Tabela 1: Faixa de valores considerando para pontuação do impacto. Impacto 0 Descrição Nenhuma fase 1–2 Severidade 1 em uma fase da cadeia energética 3–4 Severidade 1 em mais uma fase da cadeia energética 5–6 Severidade 2 em uma fase da cadeia energética 7–8 Severidade 2 em mais de uma fase da cadeia energética 9 – 10 Severidade 3 em uma ou mais fases da cadeia energética A definição pelo menor ou maior valor dentro das faixas adotadas foi definida pela equipe multidisciplinar considerando as fontes energéticas com valores de impacto mais próximo, por exemplo, para o aspecto Clima o petróleo e derivados e o carvão mineral foram os que receberam maior pontuação, no entanto o petróleo e derivado se diferencia do carvão por 1 ponto a menos devidos as suas especificidades. Para o aspecto Renovabilidade do Recurso, adotou-se 0 para recursos renováveis e 10 para recursos não renováveis. Por fim, o somatório englobando a pontuação de cada impacto considerando a escala de 0 a 10 por fonte energética resultou no índice de impacto da fonte. 4. Resultados 4.1 Descrição das Fontes Energéticas e a Matriz de Impacto Para proceder à análise, foram descritas as características técnicas e ambientais de cada fonte considerada no anexo II do guia técnico LIFE (TG01), conforme apresentadas a seguir: No final da descrição de cada fonte energética é apresentada a matriz de impacto com pontuação da severidade por fase da cadeia energética e o índice de impacto da fonte energética. 4.1.1 PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS 9 As matérias primas da indústria dos hidrocarbonetos são o petróleo cru e o gás. O petróleo pode variar pelo conteúdo de enxofre, sendo de melhor qualidade os de menor teor, e diminuindo assim o impacto ambiental durante seu refino. O ciclo de vida desta fonte energética resume-se na sua exploração e produção, refino do petróleo e seus derivados, e a utilização de alguns produtos derivados para geração elétrica. Os derivados de petróleo mais largamente usados na geração de energia elétrica são o óleo diesel e o óleo combustível. A continuação apresenta-se a descrição feita pela EPE (2007c) de cada etapa de produção do petróleo: Exploração: Trata-se de levantamentos geológicos (geologia de superfície) e geofísicos (sísmica) com o intuito de escolher os melhores locais para realizar a perfuração. Pode ser realizada onshore (em terra) como offshore (no mar). A geologia de superfície analisa as características das rochas na superfície e pode ajudar a prever seu comportamento a grandes profundidades, enquanto a sísmica procura fazer uma espécie de radiografia do subsolo. Perfuração e completação de poços de petróleo: consiste em perfurar e equipar, utilizando-se uma sonda e equipamentos específicos, locações previamente determinadas, tendo como base os estudos exploratórios realizados. A perfuração é feita no o solo pela ação do movimento de rotação e peso aplicados a uma broca existente na extremidade de uma coluna de perfuração. Produção de petróleo: consiste na extração do petróleo, em escala comercial, através dos poços perfurados e completados. No mar, os poços são interligados a uma plataforma de produção através de dutos flexíveis, chamados linhas de produção. O controle do fluxo de produção é realizado por válvulas instaladas na cabeça do poço. Chegando à plataforma, a produção é alinhada para uma série de equipamentos que visam tratar e separar a corrente produzida em óleo, gás e água, geralmente. O óleo e o gás são encaminhados para terra 10 separadamente, enquanto a água separada é descartada ao mar após passar por tratamento, visando enquadramento do teor de óleos e graxas. Transporte: Para transportar o petróleo e seus derivados em grande escala até os terminais, refinarias e bases de distribuição, é necessária a construção de dutos (oleodutos e polidutos). No seu estado bruto, o petróleo tem pouquíssimas aplicações, servindo quase que somente como óleo combustível. Para que o potencial energético do petróleo seja aproveitado ao máximo, ele deve ser submetido a uma série de processos, a fim de se desdobrar nos seus diversos derivados (refino). O refino do petróleo consiste em uma série de beneficiamentos pelos quais passa o mineral bruto, para a obtenção desses derivados (de grande interesse comercial). Esses beneficiamentos englobam etapas físicas e químicas de separação, realizadas mediante grandes frações de destilação. Essas frações são então processadas através de uma outra série de etapas de separação e conversão que fornecem os derivados finais do petróleo (MARIANO, 2001). De um modo geral, uma refinaria, se pode destinar a dois objetivos básicos: Produção de produtos energéticos (combustíveis e gases em geral); Produção de produtos não energéticos (parafinas, lubrificantes, etc.) e petroquímicos. a) Hidrologia Na exploração do mineral, a perfuração precisa de grandes quantidades de água, que poderia ser fornecido de corpos superficiais o que poderia comprometer a ecossistemas aquáticos, além de impactos nas águas subterrâneas (ENCALADA, 1991). Durante o processo da perfuração gera-se água de descarte. Elas contem níveis muito altos de salinidade, além de metais pesados e outros sais toxicas. Por outro lado, o uso de explosivos deixam resíduos tóxicos, que podem ser percolados para águas subterrâneas. Assim, 11 as águas superficiais podem ser poluídas, uma vez da interação existente entre as águas subterrâneas com as águas superficiais. As refinarias são grandes demandantes de água, gerando, em contrapartida, grandes quantidades de despejos líquidos, alguns de difícil tratamento. Sendo o sistema de resfriamento que demanda mais água. Os efluentes hídricos gerados nas refinarias variam grandemente em quantidade e em qualidade, em função do tipo de petróleo processado, das unidades de processamento que compõem a refinaria em questão, e da forma de operação dessas unidades. Os efluentes líquidos provem do resfriamento, águas de processo, água dos esgotos sanitários e águas de chuva. As águas de processo são as que contem maior carga de poluentes e de maior magnitude (óleo, H2S, NH3, fenol, altos níveis de sólidos em suspensão, sólidos dissolvidos, alta DBO, alta temperatura, alto pH.) (MARIANO, 2001). O uso de água em um processo de geração de energia termelétrica se deve principalmente à reposição da água utilizada na caldeira para produção do vapor d’água, à condensação do vapor d’água e resfriamento e ao tratamento de águas residuais proveniente do tratamento das emissões atmosféricas e material particulado. A água utilizada no processo de condensação apresenta uma elevação na temperatura e pode ser devolvida diretamente a um corpo receptor (sistema aberto) ou pode ser tratada e reutilizada (sistema fechado). O sistema de resfriamento demanda um uso da água intensivo, água esta que pode ser captada de rios, lagos, reservatórios subterrâneos, mares, etc. Em um sistema de resfriamento aberto a água passa apenas uma vez pelo condensador e logo é devolvida para um corpo receptor com temperaturas elevadas e contendo sais e minerais gerados durante o processo (efluentes). O retorno com altas temperaturas provoca diminuição do oxigênio dissolvido (OD), o que origina uma menor autodepuração dos corpos hídricos, possível aumento na toxicidade de certas substâncias e ameaça ao nível de suporte térmico de algumas espécies (ENCALADA, 1991); além disso, também se gera traços de cloro residual (EPRI, 2002). Cabe indicar que nesse processo se requer uma maior quantidade de água a ser captada. 12 O processo de resfriamento fechado pode-se dividir em resfriamento úmido e seco. O tipo de processo úmido mais utilizado é da torre de resfriamento. A água, depois de ser utilizada no condensador, é resfriada em uma torre por onde ingressa uma corrente de ar e se produz o resfriamento. Devido ao calor latente de evaporação da água, perde-se uma quantidade de água necessária pelo sistema, sendo necessário uma reposição (MOHIUDDIN e KANT, 1996, EPRI, 2002, FEELEY et al., 2005, ZHAI et al., 2011). A água resfriada é recirculada no processo de condensação. Por tanto, o uso da água é menor, mas o consumo é em maior volume comparado com um resfriamento de circulação aberta3 (FEELEY et al., 2005, EPRI, 2002). Esse aspecto ambiental poderia prejudicar a outros usuários demandantes do recurso. Além do mais, devido à evaporação, origina-se um aumento de concentração de minerais e sedimentos gerando perdas de água pela purga do processo. Enfim, dependendo da concentração da água de purga, ela poderá ser direcionada para uma planta de tratamento e logo retornada ao corpo hídrico. Ademais, dependendo do tipo de ventilação dentro da torre, pode-se gerar nebulização dentro delas, que nos casos de reação com as emissões atmosféricas poderse-iam formar nébulas ácidas (ENCALADA, 1991). Por outro lado, um sistema de resfriamento fechado com ar seco pode realizar o resfriamento da água através de tubos dentro da torre de resfriamento, onde é resfriada por uma corrente de ar que pode ser natural ou mecânica, produzindo uma troca de calor por convecção (THERMAL POWERTEC LTD, 2011). Assim, evita-se a perda por evaporação e quantidades significativas de purga. Sobre o tratamento de emissões atmosféricas e material particulado, mediante o processo de dessulfurização de gases de combustão (FGD) utilizase água de reposição para compensar perdas por evaporação (BEDILLION, M et al., apud ZHAI e RUBINA, 2011); além disso, gera-se agua de purga durante o tratamento das emissões de enxofre (GERDES e NICHOLS, 2009). Também, utiliza-se água no tratamento das cinzas, como água de lavagem, na planta de tratamento de efluentes (FEELEY et al., 2005). Isto, gera contaminação dos 3 Um sistema fechado a torre úmida retira 97% menos do que um sistema aberto. Porém, mais do que 75% do retirado é consumido mediante a evaporação (FEELEY III et al., 2008). 13 cursos de água com sólidos suspensos e dissolvidos, metais lixiviados e alteração do pH (EPE, 2007a). Finalmente, o consumo de água para o ciclo de vida desta fonte energética pode variar entre os 10 a 100 gal/MMBtu (Figura 1). Figura 1: Consumo de água para extração e processamento de energéticos. Fonte: MIELKE, 2010. b) Clima No caso da exploração onshore, ao se produzir desmatamento gera-se emissões de GEE. Além disso, as emissões fugitivas e as decorrentes da queima de fluidos contribuem para o agravamento do efeito estufa (EPE, 2007c). 14 As refinarias emitem GEE, principalmente na combustão dos diferentes aquecedores da planta. Da mesma forma, a geração de eletricidade a partir dos derivados do petróleo emite GEE; mas também emite SO2. Contudo, segundo ODEH e COCKERILL (2008) as emissões de GEE do ciclo energético do petróleo são em média 661,9 g/KWh, se posicionando em segundo lugar, logo depois do que a geração do carvão mineral (Figura 2) Figura 2: Gases de efeito estufa provenientes da produção de eletricidade de combustíveis fosseis. Fonte: ODEH e COCKERILL (2008). c) Erosão Para realizar a exploração onshore do recurso é necessária a nivelação do solo para a instalação das plataformas, além da mudança do uso do solo, pelo que a probabilidade de erosão no solo é muito alta, virando vulnerável com a chuvas e vento. d) Assoreamento 15 Processos de assoreamento podem ser considerados como impactos indiretos por serem consequência do processo de erosão, devido à modificação da morfologia do relevo e mudança no uso do solo. Durante a fase de exploração do mineiro e a instalação planta de refino e de usinas termelétricas, principalmente em épocas chuvosas, podem ocorrer processos erosivos com a remoção do solo, resultando no carreamento dos mesmos para os cursos d’água, podendo haver o assoreamento dos cursos d’água. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). Tanto para realizar as perfurações onshore e offshore realiza-se explosões, os quais podem modificar a sismologia da área de influencia. Na exploração offshore, a exploração sísmica requer a geração de ondas de choque, gerados por dispositivos mecânicos, explosivos químicos e descargas pistola de ar. Estas ondas de choque de alta energia são propagadas em estruturas geológicas, como em água do mar e material biológico (ENGELHARDT, 1994). f) Alteração à Flora e Fauna A prospecção envolve certas etapas que irão impactar o entorno e suas características biológicas e físico-químicas. A atividade exploratória realizada 16 pelo método sísmico causa perturbação acústica na fauna (marinha 4 ou terrestre, dependendo de onde a atividade é realizada), além de interdição da área onde o estudo está sendo realizado (EPE, 2007c). Para realizar as perfurações para a exploração do recurso é necessário a remoção da vegetação e/ou desmatamento, o suficiente para a operação de maquinaria pesada, não só para a implementação das plataformas (onshore), mas para os acessos a construir. Segundo ENCALADA, (1991) para perfurações onshore cada plataforma pode atingir 3 hectares de superfície, o qual dependerá do tipo de operação a realizar e as dificuldades geológicas. Assim, com o desmatamento, varias espécies faunísticas somem podendo gerar sua extinção, devido à destruição de seus habitat. Existe ainda o efeito de borda, causado pela alteração das condições ambientais nas proximidades da faixa desmatada: devido ao aumento da penetração do vento e dos raios solares, ocorre o aumento da temperatura e a redução da umidade (EPE, 2007c). Essas alterações podem levar à extinção de espécies, especialmente espécies endêmicas. Pode ocorrer ainda o assoreamento ou comprometimento do regime hídrico, o que afeta a qualidade da água e a fauna aquática (EPE, 2007c). Finamente, a geração de ruídos molestos provoca a perturbação da fauna local e às localizadas nas áreas de influência indireta, uma vez que o meio de comunicação pode ser realizado a traves de uso de helicópteros. Da mesma maneira para explorações offshore, um dos efeitos mais facilmente reconhecido é a perda de habitat, devido à dragagem e escavação, causando perturbação extensa de fundo do mar e biota, mas geralmente limitada à área de remoção de material (ENGELHARDT, 1994). Além disso, os ruídos gerados por tais atividades podem interferir na rota de migração de comunidades pelágicas (EPE, 2007c). A EPE (2007c) também indica que a iluminação gerada no levantamento de dados sísmicos, a operação e navegação de unidades de exploração e produção e a operação de carga e descarga de fluidos das embarcações podem perturbar a biota, modificando as rotas de deslocamento dos pássaros. Uma mudança no habitat dos bentos 4 As ondas de choque de alta energia podem causar distúrbios local ou regional de peixe, mamíferos e outros animais marinhos (ENGELHARDT, 1994) 17 também pode ocorrer a partir da descarga de detritos de perfuração, especialmente se à base de óleo são utilizadas lamas de perfuração (DAVIES et al., 1989 apud ENGELHARDT, 1994). No caso de que a exploração comprometa a disponibilidade hídrica de águas superficiais, poderia impactar nos ecossistemas aquáticos. Além disso, possíveis derrames da água de formação provocariam impactos de grandes magnitudes para a qualidade das águas. Com respeito ao refino do petróleo, os impactos à fauna devem-se pelas emissões atmosféricas e efluentes gerados durante o processo. Muitos dos efluentes das operações de refino têm alto DBO e/ou DQO, o que fazem a concentração de oxigênio seja reduzida. Além disso, as sais contidas nos efluentes podem impactar no bioma aquático se elas forem suficientemente elevadas. Da mesma forma, compostos orgânicos e metais pesados são daninhos para qualquer tipo de ecossistema. Um eventual derrame provocaria impactos na flora e fauna. Em corpos hídricos, a redução da quantidade de luz solar disponível, devido à formação de um filme de óleo, reduz a taxa de fotossíntese, prejudicando o fitoplâncton. Além disso, a porção de petróleo que se deposita no fundo dos corpos hídricos forma um sedimento que prejudica os organismos aquáticos, sendo que a fauna bentônica é particularmente suscetível, assim como os ovos dos peixes que tenham sido depositados em tais locais (MARIANO, 2001). O autor também indica que a aderência do óleo sobre os corpos dos animais (mamíferos, peixes, pássaros e crustáceos) causaria prejuízos à sua saúde ou até mesmo a morte. g) Emissões As refinarias de petróleo são fontes de poluição aérea, emitindo, principalmente, compostos aromáticos, material particulado, óxidos nitrogenados, monóxido de carbono, ácido sulfídrico, dióxido de enxofre. As emissões podem ser provenientes de vazamentos de equipamentos, processos de combustão a altas temperaturas, aquecimento de vapor e de outros fluidos e 18 transferência de produtos (EPE, 2007c). MARIANO (2001) indica que as emissões fugitivas de uma refinaria pode ser uma das maiores fontes de emissões. Além disso, os numerosos aquecedores de processo usados nas refinarias de petróleo para aquecer as correntes de processo ou gerar vapor (caldeiras) para aquecimento ou retificação com vapor, podem ser fontes potenciais de emissões de CO, SOx, NOx, material particulado e de hidrocarbonetos A geração de eletricidade a partir dos derivados do petróleo emite poluentes na atmosfera (CO2, CH4, N2O, SO2 e material particulado). O SO2 é o principal responsável pela chuva ácida, porém sua concentração dependerá da fração de enxofre existente no combustível (EPE, 2007c). Os óxidos de nitrogênio e particulados são os componentes com maior concentração nos gases de exaustão dos motores diesel ou óleo combustível (EPE, 2007c). h) Alteração da Paisagem A paisagem é alterada pelos processos de exploração onshore devido à remoção de terreno, e colocação de plataformas de exploração, assim como no transporte do petróleo. Há ainda que se considerar que a operação e navegação de unidades de perfuração offshore e produção, o armazenamento de óleo combustível e operações de abastecimento, carga e descarga de fluidos entre outras poderão afetar a paisagem local. Muitas vezes, trata-se de regiões onde turísticas e quaisquer atividades que comprometam a paisagem natural podem implicar em efeitos adversos sobre o afluxo de turistas (EPE, 2007c). i) Renovabibilidade do Recurso O petróleo é um recurso não renovável. 19 j) Ruído A exploração gera ruídos molestos e vibrações, considerando-se como de um impacto alto (ENCALADA, 1991, ENGELHARDT, 1994). Eles têm como causas a ação de explosivos para a exploração sísmica. Além disso, uns dos meios de comunicação para explorações onshore é mediante helicópteros. 20 Matriz de Impacto Petróleo e Derivados Extração do energético Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADORA Armazenamento/distribu ição da energia e/ou Uso final do energético energético Magnitude IMPACTO Conversão / Geração de energia Reversibilidade Petróleo e seus derivados FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Impacto FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Hidrologia - alteração da qualidade ao longo da cadeia; - consumo de água na extração, processamento, transporte, resfriamento de equipamentos. REV MED 2 REV MED 2 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 7 Clima - emissões de GEE pela exploração (principalmente onshore), processo de refinaria dos derivados, emissões fugitivas no transporte e manuseio operação e combustão dos produtos do petróleo. IRR MED 2 IRR MED 2 IRR MED 2 - - 0 IRR GRA 2 9 Assoreamento - impacto indireto de ações de exploração (principalmente onshore) e processo de construção de infraestrutura. IRR MED 2 REV PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 5 Erosão - impacto de ações de exploração e construção como plataformas e edificações IRR MED 2 REV PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 5 Sismologia - perfuração e completação de poços IRR GRA 3 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 9 Flora/fauna - atividade exploratória , implantação de infraestruturas e operação (emissões/ruídos) IRR GRA 3 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 REV PEQ 1 9 Emissões Atmosféricas - emissões aéreas de CO, CO2, SOx, NOx, material particulado e de hidrocarbonetos IRR PEQ 1 IRR MED 2 IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR MED 2 8 Alterações da paisagem - instalações on-shore e off-shore para sua extração, canteiros de obra, instalações de plantas de refino e usinas termelétrica IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR MED 2 IRR PEQ 1 - - 0 7 Emissão de Ruído - construção e operação das instalações onshore e off-shore de produção do recurso, construção e operação da planta de refino e usina termelétrica. REV MED 2 REV MED 2 REV MED 2 - - 0 - - 0 7 Renovabilidade do recurso - recurso não renovável 10 ÍNDICE DE IMPACTO 21 Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) 76 Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 4.1.2 GÁS NATURAL O gás natural tem composição variada, em geral característica de cada região onde é encontrado, e assim é definido como uma mistura de hidrocarbonetos gasosos, entre os quais prepondera o metano (CH 4), cujo teor pode oscilar entre 65% e 95%. Outros hidrocarbonetos usualmente encontrados em proporções significativas são o etano (C2H6), o propano (C3H8) e butano (C4H10), mas há também hidrocarbonetos mais pesados, gás carbônico, nitrogênio, ácido clorídrico, metanol, água, impurezas mecânicas e outras substâncias. (GASNET, 2012). O gás natural, depois de tratado e processado, é utilizado largamente em residências, no comércio, em indústrias e em veículos para aquecimento, cocção de alimentos, geração de eletricidade e de força motriz, como matériaprima nos setores químico, petroquímico e de fertilizantes e como combustível automotivo. A Figura 3 esquematiza os diversos elos da cadeia produtiva de gás natural desde sua obtenção e processamento até o momento de disponibilização ao consumidor final (Brasil, 2007). Figura 3: Representação esquemática da cadeia produtiva da indústria de gás natural. Fonte: CTGás, 2003 apud Brasil, 2007. 22 O gás natural é, em nível mundial, a fonte fóssil mais promissora, com maior capacidade de expansão, mais “limpa” entre os fósseis, contudo, apresenta uma distribuição espacial não homogênea, demandando grandes investimentos em infra-estrutura e acordos internacionais complexos (Brasil, 2007). Dentre os impactos considerados para o cálculo do VS, o gás natural apresenta como principais impactos socioambientais aqueles relacionados ao clima (GEE) e às emissões atmosféricas não causadoras do efeito estufa. a) Hidrologia: Para a maioria dos poços de gás natural convencional, o consumo de água ocorre em pequenas quantidades durante o a fase de perfuração, como parte da lama de perfuração, e para a lubrificação e resfriamento da broca de perfuração. Relacionando com a quantidade de energia do gás natural recuperado a partir do poço de produção, a intensidade no uso de agua é perto de zero (MIELKE, 2010). No entanto a água retirada durante a perfuração e completação de poços podem alterar a qualidade do corpo hídrico receptor devido ao descarte de fluido de perfuração e cascalho. O consumo de água no processamento e transporte do gás natural varia entre 0 a 2 gal / MMBtu (Figura 1) (MIELKE, 2010). O processo de tratamento do gás natural gera efluentes que, em última análise, podem alterar a qualidade da água do corpo receptor. Nos terminais de regaseificação do GNL grandes volumes de água são requeridos, sendo a água fornecida, muitas vezes, através de um sistema aberto. Um sistema de circuito aberto requer quantidades significativas de água para o aquecimento do GNL. As preocupações de qualidade da água para os sistemas de circuito aberto são semelhantes aos problemas associados com os sistemas de resfriamento das termelétricas: organismos aquáticos podem ser arrastados para estruturas de tomada de água ou serem sujeitos a tensões térmicas na descarga. 23 Nas usinas termelétricas de ciclo combinado, o consumo de água varia, em média, desde 15 galões /MWh para sistemas à seco até 195 galões/MHh para sistemas fechados (Figura 4) (MIELKE, 2010). São gerados efluentes provenientes do sistema de água de resfriamento e purgas de processo. A produção de efluentes nestas instalações pode alterar a qualidade do corpo receptor através da elevação da temperatura da água e redução do oxigênio dissolvido. Figura 4: Consumo de água para geração de energia em turbinas a vapor de ciclo combinado com diferentes tecnologias de resfriamento. Fonte: MIELKE, 2010. b) Clima: As emissões na indústria do petróleo e gás podem ser de fontes de combustão, emissões de processos ou ventadas e emissões fugitivas. O gás metano (CH4) é o principal componente do gás natural, podendo ser emitido para a atmosfera quando o gás natural não é totalmente queimado ou por emissões fugitivas, por exemplo. A maior parte das emissões de GEE ocorre nas plantas termoelétricas à gás natural durante sua operação, variando entre 360 a 575 gCO2eq/kWhe para as tecnologias atuais (WEISSER, 2007). Ainda segundo Weisser (2007), as emissões de GEE não são consideradas significativas durante as fases de construção e de descomissionamento de usinas termelétricas, Unidades de Processamento de Gás Natural (UPGN) e terminais de desgaseificação. 24 As emissões up e downstream ocorrem principalmente a partir do processamento do gás, dos poços de ventilação, emissões fugitivas no transporte e manuseio, das estações de compressão, das estações de medição e regulação e de dispositivos pneumáticos (WEISSER, 2007). Perdas na forma de combustão e emissões fugitivas são registradas durante o processamento de gás natural para atender às especificações de transporte dutoviário. Uma pequena fracção de gás natural, que consiste principalmente de metano, é libertado diretamente para a atmosfera a partir de poços de ventilação. Apesar de pequena quantidade emitida, ainda é significativo, pois o potencial de aquecimento global do metano é cerca de 23 vezes maior do que o dióxido de carbono (IPCC, 2001). As emissões de GEE up e downstream às plantas termoelétricas de gás natural estão entre 60 a 130 gCO2eq/kWhe para as tecnologias atuais, com emissões acumuladas entre 440 a 780 gCO2eq/kWhe (WEISSER, 2007). Para as usinas termoelétricas mais modernas e futuras estima-se que a emissão será de pouco menos de 400 gCO2eq/kWhe sobre o ciclo de vida completo (Figura 5). Considerando toda a cadeia energética a partir da produção do gás natural, pode-se inferir que a geração de gases de efeito estufa é considerável, pois a mesma ocorre tanto na produção do gás como na queima do mesmo (BRASIL, 2007). 25 Figura 5: Gases de efeito estufa provenientes da produção de eletricidade. Fonte: IAEA 2000 apud World Nuclear Association. Disponível em: www.world- nuclear.org/education/comparativeco2.html. c) Erosão: Processos erosivos podem ocorrer durante a instalação de canteiros de obra e dutos e construção de usinas termelétrica, UPGN e terminais de regaseificação. Para a construção destes elementos é necessário à movimentação de solo através de serviços de corte de vegetação, limpeza do terreno, escavação e terraplenagem, o que pode gerar processos erosivos. A instalação de estruturas verticais offshore (plataformas de exploração, píeres para atracação de navios de GNL) são elementos fixos e rígidos, que, embora espaçadas entre si, podem interferir em maior ou menor proporção na dinâmica das correntes marinhas, fator preponderante nos processos erosivos e deposicionais, que são os responsáveis pela morfologia de fundo. Essa interferência das estruturas verticais offshore sobre os processos de erosão/deposição ocorre de forma localizada no seu entorno, não devendo ter uma área de abrangência muito maior. d) Assoreamento 26 Processos de assoreamento podem ser considerados como impactos indiretos por serem consequência do processo de erosão, devido à modificação da morfologia do relevo e mudança no uso do solo. Durante a fase de instalação de canteiros de obra, de usinas termelétricas, unidades de processamento de gás, terminais de regaseificação e de dutovias, principalmente em épocas chuvosas, podem ocorrer processos erosivos com a remoção do solo, resultando no carreamento dos mesmos para os cursos d’água, podendo haver o assoreamento dos cursos d’água. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). A perfuração e completação (atividades cujo objetivo é equipar o poço) podem acarretar em sismos induzidos. f) Flora/Fauna: O impacto sobre a flora e fauna ocorre ao longo de toda a cadeia produtiva do gás natural. A atividade exploratória realizada pelo método sísmico causa perturbação acústica na fauna (marinha ou terrestre), dependendo de onde a atividade é realizada (BRASIL, 2007). O tratamento do gás natural gera emissões e efluentes que, em última análise, podem alterar a qualidade do ar devido ao lançamento de poluentes na atmosfera, alterar a qualidade da água e alterar a biota do corpo hídrico receptor. 27 A fase de implantação e operação de usinas termelétrica, UPGN, terminais de regaseificação e implantação de dutos podem acarretar no desmatamento, e, por conseguinte, impactos sobre a fauna associada à vegetação original. Dessa forma, tanto a fauna quanto flora aquática e terrestre são impactadas pela cadeia energética do gás. g) Emissões atmosféricas: O tratamento do gás natural gera emissões que, em última análise, podem alterar a qualidade do ar devido ao lançamento de poluentes na atmosfera. O processo de queima de gás natural é considerado mais limpo ambientalmente por não gerar dióxido de enxofre, porém o mesmo gera óxidos de nitrogênio. Durante a queima do gás, emissões aéreas de óxidos de nitrogênio (NOX), dependendo da concentração, podem resultar na produção de oxidantes fotoquímicos e na diminuição da visibilidade (smog). Há também emissão de gases causadores de deposição ácida (BRASIL, 2007). Cabe destacar, no entanto, que os impactos das atividades relacionadas à produção de energia a partir de gás natural dependem da composição do combustível a ser queimado, do processo de queima ou remoção póscombustão e, ainda, das condições de dispersão dos poluentes (altura da chaminé, relevo e meteorologia) (BRASIL, 2007). h) Alterações da paisagem As alterações na paisagem ao longo da cadeia produtiva do gás natural incluem desde as instalações on-shore e off-shore para sua extração, canteiros de obra, instalações de usinas termelétrica, terminais de regaseificação e UPGN e implantação de dutovias e respectivas áreas de servidão. Os canteiros de obra, apesar da intensa alteração na paisagem causada pela movimentação de materiais e pessoal, é um impacto temporário. As instalações off shore, usinas termelétricas, terminais de regaseificação e UPGN se configuram em um impacto permanente. 28 A implantação de dutovias resulta em transformações paisagísticas à cobertura vegetal e demais usos do solo, uma vez que estes não pode mais ocorrer sobre a área de duto e da faixa de servidão (30 metros para cada lado do eixo do duto). Cada novo elemento construído, quanto ao seu efeito visual, estará sujeito a diferentes interpretações sociais. A princípio, por se tratar de uma transformação na paisagem natural, deverá de prevalecer às interpretações negativas. No entanto o contexto paisagístico como um todo deve ser levado em conta, uma vez que quanto mais preservada a paisagem do entorno ao empreendimento, maior o efeito negativo do mesmo. Dessa forma, para as instalações off-shore e terminais de regaseificação pode-se associar um efeito negativo considerável, uma vez que as áreas de instalação estão condicionadas à localização do energético ou áreas propiciais à movimentação de grandes navios, ocorrendo efeito cumulativo com outros empreendimentos da indústria de óleo e gás. Já a usina termelétrica e as UPGN, dentro do econômica e ambientalmente possível, apresentam certa flexibilidade na escolha da área de implantação, podendo ser em áreas que alterem menos a paisagem. Ao sistema dutoviário, é associado um impacto paisagístico de pouca importância, uma vez que as tubulações ficam enterradas na maior parte do trecho da faixa. i) Renovabilidade do recurso Por se configurar em uma fonte de energia fóssil é considerado um recurso energético não renovável. j) Ruído Os ruídos ocorrem nas fases de construção e operação das instalações off-shore de produção de gás, construção e operação da usina termelétrica, UPGN, terminais de regaseificação e durante a implantação dutoviária. Durante a fase de implantação são gerados ruídos pelos veículos, máquinas e equipamentos utilizados nas atividades executadas para construção das instalações, do empreendimento e implantação dos dutos. 29 Na fase de operação ocorre geração de ruídos pela operação de instalações de produção de gás, usina termelétrica, terminais de regaseificação e UPGN, além do ruído do trânsito de veículos no entorno desses empreendimentos. 30 Matriz de Impacto do Gás Natural FAS ES DA CADEIA ENERGÉTICA Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Impacto Severidade Hidrologia - alteração da qualidade ao longo da cadeia; - consumo de água na extração, processamento, transporte, resfriamento de equipamentos. REV PEQ 1 REV MED 2 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 5 Clima - emissões de GEE pela combustão do gás, processamento do gás, dos poços de ventilação, emissões fugitivas no transporte e manuseio operação, estações de compressão, estações de medição e regulação e dispositivos pneumáticos IRR MED 2 IRR MED 2 IRR MED 2 IRR MED 2 IRR MED 2 7 Assoreamento - impacto indireto de ações construtivas. IRR MED 2 REV PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 5 Erosão - impacto de ações construtivas como plataformas e edificações IRR MED 2 REV PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 5 Sismologia - perfuração e completação de poços IRR GRA 3 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 9 Flora/fauna - atividade exploratória , implantação de infraestruturas e operação (emissões/ruídos) IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 - - 0 5 Emissões Atmosféricas - emissões aéreas de óxidos de nitrogênio (NOX) IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR MED 2 7 2 IRR PEQ 1 IRR MED 2 IRR PEQ 1 - - 0 7 2 REV MED 2 REV MED 2 - - 0 - - 0 7 Alterações da paisagem Emissão de Ruído Renovabilidade do recurso - instalações on-shore e off-shore para sua extração, canteiros de obra, instalações de usinas termelétrica, terminais de IRR MED regaseificação e UPGN e implantação de dutovias e respectivas áreas de servidão - construção e operação das instalações on-shore e off-shore de produção de gás, construção e operação da usina termelétrica, REV GRA UPGN, terminais de regaseificação e durante a implantação dutoviária. Magnitude Severidade AÇÃO GERADORA Uso final do energético Magnitude IMPACTO Armazenamento/dist Conversão / Geração ribuição da energia de energia e/ou energético Reversibilidade Gás natural FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Reversibilidade Extração do energético - recurso não renovável 10 ÍNDICE DE IMPACTO 67 Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 31 4.1.3 CARVÃO MINERAL O carvão mineral é o combustível fóssil mais amplamente disponível para o fornecimento mundial de eletricidade. É também um componente chave na produção de aço e do concreto. O carvão fornece atualmente cerca de 30% da energia primária e 41% da geração de energia elétrica global. O uso do carvão está prevista para aumentar mais de 50% para 2030, com os países em desenvolvimento responsáveis por 97% deste aumento, principalmente para atender as taxas de eletrificação melhoradas (WORLD COAL ASSOCIATION, 2012). A exploração do carvão pode ser de maneira subterrânea ou a céu aberto. A geração termelétrica a carvão mineral se baseia no ciclo Rankine. Produz-se a conversão do estado liquido da água para vapor a alta pressão, produzido em uma caldeira, por meio de um processo de combustão do carvão mineral. O vapor de água se expande em uma turbina produzindo trabalho mecânico e em seguida o vapor de baixa pressão, que sai da turbina, é condensado e bombeado de volta para a caldeira. Esta atividade não é considerada como impactante no nível de qualidade dos efluentes do ponto de vista químico, mas sim físico (temperatura), que vai depender do tipo de tecnologia que opera a usina. Além disso, a quantidade de água demandada e consumida dependerá também do tipo de tecnologia, principalmente da etapa do sistema de resfriamento. Com respeito às emissões atmosféricas, as plantas termelétricas podem causar um impacto significativo à qualidade do ar, à flora e fauna. O tipo de emissões dependerá do tipo de carvão mineral, tipo de combustão e tratamento de pós-combustão. a) Hidrologia As atividades de exploração do carvão podem alterar físico- quimicamente aos mananciais hídricos, gerando sólidos em suspensão e águas ácidas principalmente. Além disso, devido às necessidades de remoção de solo ou construção de infraestruturas especiais e de grão dimensão, o 32 carvão mineral poderia alterar os cursos d’água e com isto criação de novos corpos hídricos (EPE, 2007a). Também, a exploração poderia alterar a percolação para águas subterrâneas, tanto na qualidade como na quantidade. Por outro lado, as minas a céu aberto poderiam gerar drenagem que pode provocar impacto nos corpos hídricos naturais se não houver direcionamento e tratamento adequado dos efluentes (águas sulfurosas) (EPE, 2007a). A mineração subterrânea do carvão requer maior retirada de água (70% do total retirado) do que a mineração a céu aberto, principalmente devido à grande quantidade de água pulverizada no interior da mina para controlar a poeira. A água utilizada para a lavagem do carvão torna-se o restante. A retirada da água a montante para a mineração subterrânea também é maior do que para céu aberto devido ao uso extensivo de equipamentos de mina para a construção do eixo, escavando o carvão, e dos ventiladores operacionais (FTHENAKIS e KIM, 2010). O uso de água em um processo de geração de energia termelétrica se deve principalmente à reposição da água utilizada na caldeira para produção do vapor d’água, à condensação do vapor d’água e resfriamento e ao tratamento de águas residuais proveniente do tratamento das emissões atmosféricas e material particulado. A água utilizada no processo de condensação apresenta uma elevação na temperatura e pode ser devolvida diretamente a um corpo receptor (sistema aberto) ou pode ser tratada e reutilizada (sistema fechado). Segundo CARNEY et al. (2008), o fluxo de massa de água necessária nesse processo é aproximadamente 50 vezes o fluxo de massa do vapor d´água. Assim, o sistema de resfriamento demanda um uso da água intensivo, água esta que pode ser captada de rios, lagos, reservatórios subterrâneos, mares, etc. Em um sistema de resfriamento aberto a água passa apenas uma vez pelo condensador e logo é devolvida para um corpo receptor com temperaturas elevadas e contendo sais e minerais gerados durante o processo (efluentes). O retorno com altas temperaturas provoca diminuição do oxigênio dissolvido (OD), o que origina uma menor autodepuração dos corpos hídricos, possível aumento na toxicidade de certas substâncias e ameaça ao nível de suporte 33 térmico de algumas espécies (ENCALADA, 1991); além disso, também se gera traços de cloro residual (EPRI, 2002). Cabe indicar que nesse processo se requer uma maior quantidade de água a ser captada. O processo de resfriamento fechado pode-se dividir em resfriamento úmido e seco. O tipo de processo úmido mais utilizado é da torre de resfriamento. A água, depois de ser utilizada no condensador, é resfriada em uma torre por onde ingressa uma corrente de ar e se produz o resfriamento. Devido ao calor latente de evaporação da água, perde-se uma quantidade de água necessária pelo sistema, sendo necessário uma reposição (MOHIUDDIN e KANT, 1996, EPRI, 2002, FEELEY et al., 2005, ZHAI et al., 2011). A água resfriada é recirculada no processo de condensação. Por tanto, o uso da água é menor, mas o consumo é em maior volume comparado com um resfriamento de circulação aberta5 (FEELEY et al., 2005, EPRI, 2002). Esse aspecto ambiental poderia prejudicar a outros usuários demandantes do recurso. Além do mais, devido à evaporação, origina-se um aumento de concentração de minerais e sedimentos gerando perdas de água pela purga do processo. Enfim, dependendo da concentração da água de purga, ela poderá ser direcionada para uma planta de tratamento e logo retornada ao corpo hídrico. Ademais, dependendo do tipo de ventilação dentro da torre, pode-se gerar nebulização dentro delas, que nos casos de reação com as emissões atmosféricas poderse-iam formar nébulas ácidas (ENCALADA, 1991). Por outro lado, um sistema de resfriamento fechado com ar seco pode realizar o resfriamento da água através de tubos dentro da torre de resfriamento, onde é resfriada por uma corrente de ar que pode ser natural ou mecânica, produzindo uma troca de calor por convecção (THERMAL POWERTEC LTD, 2011). Assim, evita-se a perda por evaporação e quantidades significativas de purga. No caso de uma torre úmida, uma termelétrica a carvão mineral, é a segunda demandante que mais consume água, logo depois da termonuclear (Tabela 2) 5 Um sistema fechado a torre úmida retira 97% menos do que um sistema aberto. Porém, mais do que 75% do retirado é consumido mediante a evaporação (FEELEY III et al., 2008). 34 Tabela 2: Consumo de água nos processos termelétricos com sistemas de resfriamento a torre úmida. Tipo de termelétrica Consumo de água (l/kWh) Nuclear 2,726 Carvão pulverizado subcrítico 1,968 Carvão pulverizado supercrítico 1,703 IGCC 1,173 Ciclo combinado a gás natural (NGCC) 0,719 Fonte: Adaptação do GERDES e NICHOLS, 2009 Sobre o tratamento de emissões atmosféricas e material particulado, mediante o processo de dessulfurização de gases de combustão (FGD) utilizase água de reposição para compensar perdas por evaporação (BEDILLION, M et al., apud ZHAI e RUBINA, 2011); além disso, gera-se agua de purga durante o tratamento das emissões de enxofre (GERDES e NICHOLS, 2009). Também, utiliza-se água no tratamento das cinzas, como água de lavagem, na planta de tratamento de efluentes (FEELEY et al., 2005). Isto, gera contaminação dos cursos de água com sólidos suspensos e dissolvidos, metais lixiviados e alteração do pH (EPE, 2007a). Com respeito à infraestrutura, a produção de efluentes líquidos da drenagem pluvial, lavagens, tratamento de água e purgas do processo pode gerar elevação do teor de sólidos suspensos e dissolvidos nos cursos de água (ENCALADA, 1991). b) Clima A atividade de exploração do carvão produz emissões significativas de metano e dióxido de carbono ODEH e COCKERILL (2008). Segundo ODEH e COCKERILL (2008) as emissões de GEE dependerão da composição química e qualidade do carvão, sendo que o carvão betuminoso emite menos CO2 equivalente do que a turfa e linhito. Em todos os casos as emissões atmosféricas de gases de combustão e material particulado para termelétricas a carvão mineral são as maiores geradas dos combustíveis fosseis (Figura 2 e 5). 35 c) Erosão A exploração do carvão pode ser de maneira subterrânea ou a céu aberto. Sendo a céu aberto a que maior impacto poderia originar respeito à erosão do solo. A mina a céu aberto apresenta como principal impacto potencial as alterações na superfície onde se localiza a jazida explorada e sua morfologia (EPE, 2007a). Para a construção destes elementos é necessário à movimentação de solo através de serviços de corte de vegetação, limpeza do terreno, escavação e terraplenagem, o que pode gerar processos erosivos. Além disso, processos erosivos também podem ocorrer durante a instalação de canteiros de obra de usinas termelétrica. d) Assoreamento Processos de assoreamento podem ser considerados como impactos indiretos por serem consequência do processo de erosão, devido à modificação da morfologia do relevo e mudança no uso do solo. Durante a fase de exploração do mineiro e a instalação de usinas termelétricas, principalmente em épocas chuvosas, podem ocorrer processos erosivos com a remoção do solo, resultando no carreamento dos mesmos para os cursos d’água, podendo haver o assoreamento dos cursos d’água. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). 36 f) Flora/Fauna Para realizar a exploração do mineral é necessário alterar a superfície do terreno, e por tanto, a remoção de vegetação e a deslocação da fauna nativa. Além disso, se deverá considerar a operação da maquinaria pesada que originará impactos na flora e fauna (EPE, 2007a). No suposto de que a exploração do mineral significou o desmatamento de floresta, TURNEY e FTHENAKIS (2011) assinalam que a recuperação total da floresta após a mineração requer de 50 anos, portanto, seria o mesmo tempo de recuperação para o solo e ecossistemas para retornar ao valor equivalente ou função como antes da exploração. Com respeito a geração termelétrica, as alterações à flora e fauna devem-se principalmente pelos gases de combustão produzidos na queima do carvão mineral. Como foi mencionado anteriormente, emissões de SO2, NOx pode provocar chuva ácida, que origina a acidificação do solo e da água e, consequentemente, alterações na biodiversidade. A acidificação gera dificuldade para manter a pesca; além de retardar o crescimento da flora; áreas úteis de campos rurais podem ser reduzidas (OTTINGER, 1991 apud EPE, 2007a). Da mesma forma, se a planta térmica tiver um processo de resfriamento aberto, a alta temperatura dos efluentes provocaria eutrofização e com isto uma diminuição do oxigênio dissolvido, fazendo o ecossistema aquático seja vulnerável (ENCALADA, 1991). Além disso, altas temperaturas podem mudar a respiração e o crescimento dos organismos provocando um que o ciclo de reprodução seja adiantado, especialmente em parasitos (ENCALADA, 1991). Com respeito à produção de efluentes líquidos com sólidos suspensos e dissolvidos pode alterar igualmente os ecossistemas aquáticos. g) Emissões As emissões significativas na exploração do mineiro estão à emissão do material particulado, além de emissões de CO2 da combustão do transporte utilizado. 37 A geração termelétrica gera emissões atmosféricas e material particulado como resultado da combustão do carvão mineral. As emissões compreendem, principalmente, material particulado (PM10), oxido de enxofre (SO2), óxidos nitrosos (NOx), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e hidrocarbonetos. As emissões de SO2, NOx e CO podem causar acidificação das chuvas causando agressão a materiais diversos (EPE, 2007a). O SO2 reage com o oxigênio e com a água presentes na atmosfera transformando-se em ácido sulfúrico (H2SO4). Um agravante para esta questão é quando ocorre sinergia entre material particulado e o SO2. O material particulado age como um catalisador para a reação que origina o H2SO4, tornando mais fácil e rápida a formação da chuva ácida. Esse impacto considera-se como regional, uma vez que as emissões destes poluentes podem ser levados pelo vento a distâncias de até mil quilômetros de sua fonte (EPE, 2007a). Da mesma forma, emissões de NOx, hidrocarbonetos e CO poderia produzir oxidantes fotoquímicos, diminuição da visibilidade (smog). A avaliação do impacto deste aspecto ambiental dependerá da tecnologia de tratamento atmosférico pós-combustão que a planta tenha (ENCALADA, 1991), assim como o tipo e qualidade do carvão mineral, e tipo de combustão. Dessa maneira, EPE (2007a) indica que as emissões de SO2 em uma queima de carvão pulverizado brasileiro pode atingir 36,85 gSO 2/kWh, enquanto que uma queima com leito fluidizado 31,32 gSO2/kWh. No caso de carvão internacional6 as emissões de SÓ2 em média pode-se reduzir em 5,95 g/kWh para carvão pulverizado e 0,91 gSO2/kWh para leito fluidizado. Igualmente, para emissões de material particulado PM10 as emissões do carvão mineral brasileiro podem atingir até 254,5 g/KWh e carvão importado 28,15 g/kWh (EPE,2007a). Em todos os casos as emissões atmosféricas de gases de combustão e material particulado para termelétricas a carvão mineral são as maiores geradas dos combustíveis fosseis. 6 Carvão mineral da Austrália, da África do Sul e da Colômbia. 38 h) Alteração da Paisagem Uma exploração do minério a céu aberto impactará mais a paisagem natural do que uma exploração subterrânea. Além disso, a camada superficial do terreno minado leva várias décadas para se restaurar (TURNEY e FTHENAKIS, 2011). Segundo EPE (2007a), o uso do solo para a cadeia energética do carvão (1 – 10 km2) é menor comparado para geração de energia por recursos renováveis. i) Renovabilidade do Recurso O carvão mineral é um recurso não renovável. j) Ruído Essa atividade gera ruídos molestos e vibrações pelas detonações que realiza como parte da exploração do mineral. O funcionamento das maquinas da planta termelétrica pode gerar ruídos molestos no exterior da planta. 39 Matriz de Impacto Carvão Mineral FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Armazenamento/distribu ição da energia e/ou energético Uso final do energético Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADORA Magnitude IMPACTO Conversão / Geração de energia Reversibilidade Carvão Mineral FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Impacto Extração do energético Hidrologia - consumo de água na extração, processamento, transporte, resfriamento de equipamentos. IRR MED 2 REV MED 2 REV MED 2 REV PEQ 1 REV PEQ 1 8 Clima - emissões de GEE pela exploração (principalmente metano) e processo de combustão. IRR MED 2 IRR MED 2 IRR GRA 3 REV PEQ 1 IRR GRA 3 10 Assoreamento - impacto indireto de ações de exploração (principalmente a céu aberto) e processo de construção de infraestrutura. IRR GRA 3 REV PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 9 Erosão - impacto de ações de exploração e construção de edificações IRR GRA 3 REV PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 9 Sismologia - exploração tanto subterrânea como a céu aberto IRR GRA 3 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 9 Flora/fauna - atividade exploratória , implantação de infraestruturas e operação (emissões/ruídos) IRR GRA 3 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 REV PEQ 1 9 Emissões Atmosféricas - emissões aéreas de CO, SOx, CO2, NOx, material particulado e de hidrocarbonetos IRR PEQ 1 IRR MED 2 IRR GRA 2 IRR PEQ 1 IRR GRA 2 10 IRR GRA 3 IRR PEQ 1 IRR MED 2 IRR PEQ 1 - - 0 9 REV MED 2 REV MED 2 REV MED 2 - - 0 - - 0 7 - exploraçao do mineiro (especialmente a Alterações da paisagem céu aberto), canteiros de obra, instalações de usinas termelétrica Emissão de Ruído - exploração do recurso, construção e operação da usina termelétrica. Renovabilidade do recurso - recurso não renovável 10 ÍNDICE DE IMPACTO Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 90 40 4.1.4 NUCLEAR O ciclo do combustível nuclear se baseia na produção de eletricidade a partir da fissão do urânio em reatores nucleares. O ciclo do combustível nuclear começa com a mineração do mineral urânio e termina com a eliminação de resíduos nucleares. Neste processo é possível o reprocessamento do combustível para produzir combustível novo (WORLD NUCLEAR ASSOCIATION, 2011). O urânio é um elemento relativamente comum que é encontrado em todo o mundo. É extraído em um certo número de países e deve ser processado antes de ser utilizado como combustível para um reator nuclear. (WORLD NUCLEAR ASSOCIATION, 2011). A mineração de urânio envolve todos os aspectos da mineração dos outros metais, além do conteúdo radioativo (EPE, 2007b), assim para minas subterrâneas, deve-se considerar os métodos de mineração, de transporte do minério e resíduos, recomposição do solo, subsidência e ventilação da mina. Para minas a céu aberto, deve-se considerar a estabilidade dos taludes. Um método utilizado é a lixiviação in situ, quando o minério se encontra em terreno arenoso (EPE, 2007b). Esse mineral é beneficiado em forma de oxido de urânio (U3O8). O óxido de urânio não é diretamente utilizável como combustível para um reator nuclear, e requere de um processamento adicional de conversão para o estado gasoso na forma de hexafluoreto de urânio (UF 6) (EPE, 2007b), o que possibilitará seu enriquecimento isotópico chamado enriquecimento. O minério de urânio encontrado na natureza, 0,7% é constituído do isótopo U 235, os restantes 99,3% são constituídos pelo isótopo mais pesado, U 238.Para ser usado deve-se aumentar a concentração a U235 (enriquecimento) (WORLD NUCLEAR ASSOCIATION, 2011, EPE, 2007b). Uma vez enriquecido, o UF6 é reconvertido em óxido de urânio, nesta fase na forma de pó de UO 2. O UO2 é transformado em pastilhas e condicionado para as condições do reator (EPE, 2007b). Dentro de um reator nuclear se libera energia mediante a divisão de átomos do urânio (fissão). Esta energia é utilizada para aquecer a água e 41 transformá-la em vapor. O vapor é usado para acionar uma turbina ligada a um gerador, que produz eletricidade (WORLD NUCLEAR ASSOCIATION, 2011). O combustível irradiado é armazenado provisoriamente no próprio sítio da usina. Quando retirado de operação, o material é altamente radioativo e gerador de calor, necessitando refrigeração, até que esta atividade decaia e possa ser manipulado, para disposição final ou para reprocessamento (EPE, 2007b). A Associação Mundial Nuclear (WORLD NUCLEAR ASSOCIATION, 2011) identifica dois tipos de ciclos para disposição final do urânio, um aberto, onde o urânio irradiado segue diretamente (após um tempo para decaimento da atividade e condicionamento) para disposição, e outro fechado, onde usinas de reprocessamento separam o urânio residual e o plutônio formado para reaproveitamento. A Figuras 6 mostra os dois fluxos, segundo a ilustração da Associação Mundial Nuclear: Figura 6: Ciclo de vida do combustível nuclear. Fonte: WORLD NUCLEAR ASSOCIATION (2011) a) Hidrologia 42 O processo de exploração do mineiro de urânio pode alterar físicoquimicamente aos mananciais hídricos, gerando sólidos em suspensão. Além disso, devido às necessidades de remoção de solo ou construção de infraestruturas especiais e de grão dimensão, a exploração poderia alterar os cursos d’água e com isto criação de novos corpos hídricos (EPE, 2007b). Também, a exploração poderia alterar a percolação para águas subterrâneas, tanto na qualidade como na quantidade, especialmente com traços de radiatividade nas águas que tem contato com o mineral ou no beneficiamento (EPE, 2007b). Com respeito à necessidades de água para o ciclo de combustível nuclear, as retiradas de água são importantes, principalmente, para o enriquecimento de urânio (FTHENAKIS e KIM, 2010). O uso de água no processo de geração de energia termelétrica se deve principalmente para produção do vapor d’água, à condensação do vapor d’água e resfriamento e ao tratamento de águas residuais e resfriamento do combustível irradiado. A água utilizada no processo de condensação apresenta uma elevação na temperatura e pode ser devolvida diretamente a um corpo receptor (sistema aberto) ou pode ser tratada e reutilizada (sistema fechado). O sistema de resfriamento demanda um uso da água intensivo, água esta que pode ser captada de rios, lagos, reservatórios subterrâneos, mares, etc. Em um sistema de resfriamento aberto a água passa apenas uma vez pelo condensador e logo é devolvida para um corpo receptor com temperaturas elevadas e contendo sais e minerais gerados durante o processo (efluentes). O retorno com altas temperaturas provoca diminuição do oxigênio dissolvido (OD), o que origina uma menor autodepuração dos corpos hídricos, possível aumento na toxicidade de certas substâncias e ameaça ao nível de suporte térmico de algumas espécies (ENCALADA, 1991). Cabe indicar que nesse processo se requer uma maior quantidade de água a ser captada. O processo de resfriamento fechado pode-se dividir em resfriamento úmido e seco. O tipo de processo úmido mais utilizado é da torre de resfriamento. A água, depois de ser utilizada no condensador, é resfriada em uma torre por onde ingressa uma corrente de ar e se produz o resfriamento. Devido ao calor latente de evaporação da água, perde-se uma quantidade de 43 água necessária pelo sistema, sendo necessário uma reposição (MOHIUDDIN e KANT, 1996, EPRI, 2002, FEELEY et al., 2005, ZHAI et al., 2011). A água resfriada é recirculada no processo de condensação. Por tanto, o uso da água é menor, mas o consumo é em maior volume comparado com um resfriamento de circulação aberta7 (FEELEY et al., 2005, EPRI, 2002). Esse aspecto ambiental poderia prejudicar a outros usuários demandantes do recurso. Além do mais, devido à evaporação, origina-se um aumento de concentração de minerais e sedimentos gerando perdas de água pela purga do processo. Enfim, dependendo da concentração da água de purga, ela poderá ser direcionada para uma planta de tratamento e logo retornada ao corpo hídrico. Ademais, dependendo do tipo de ventilação dentro da torre, pode-se gerar nebulização dentro delas, que nos casos de reação com as emissões atmosféricas poderse-iam formar nébulas ácidas (ENCALADA, 1991). Por outro lado, um sistema de resfriamento fechado com ar seco pode realizar o resfriamento da água através de tubos dentro da torre de resfriamento, onde é resfriada por uma corrente de ar que pode ser natural ou mecânica, produzindo uma troca de calor por convecção (THERMAL POWERTEC LTD, 2011). Assim, evita-se a perda por evaporação e quantidades significativas de purga. No caso de uma torre úmida, uma termelétrica nuclear, é a maior e consumidor de água (Tabela 3) Tabela 3: Consumo de água nos processos termelétricos com sistemas de resfriamento a torre úmida. Tipo de termelétrica Consumo de água (l/kWh) Nuclear 2,726 Carvão pulverizado subcrítico 1,968 Carvão pulverizado supercrítico 1,703 IGCC 1,173 Ciclo combinado a gás natural (NGCC) 0,719 7 Um sistema fechado a torre úmida retira 97% menos do que um sistema aberto. Porém, mais do que 75% do retirado é consumido mediante a evaporação (FEELEY III et al., 2008). 44 Fonte: Adaptação do GERDES e NICHOLS, 2009 Finalmente, geram-se efluentes sanitários e efluentes radioativos líquidos provenientes do não reprocessamento do combustível, os quais se encontram monitorados (EPE, 2007b). Com respeito à infraestrutura, a produção de efluentes líquidos da drenagem pluvial, lavagens, tratamento de água e purgas do processo pode gerar elevação do teor de sólidos suspensos e dissolvidos nos cursos de água (ENCALADA, 1991). b) Clima A contribuição de GEE no ciclo de vida da combustão do combustível nuclear se deve principalmente à etapa do enriquecimento do urânio, uma vez o processo é realizado mediante a centrifugação. As emissões de GEE de outras etapas são devido ao uso de fontes de energia fósseis diretamente ou através das misturas de eletricidade utilizado para o tratamento do mineral (DONES et al., 2005). A gestão de resíduos, incluindo também todas as operações finais para depósitos geológicos, dá apenas uma contribuição menor de GEE. Portanto, as emissões de GEE está entre 5 e 12 gCO2-equiv/kWh (DONES et al., 2005). Durante a fase de produção de energia elétrica pelas usinas nucleares, não há produção de gases de efeito estufa (EPE, 2007b). c) Erosão A exploração do urânio pode ser de maneira subterrânea ou a céu aberto. Sendo a céu aberto a que maior impacto poderia originar respeito à erosão do solo. A mina a céu aberto apresenta como principal impacto potencial as alterações na superfície onde se localiza a jazida explorada e sua morfologia (EPE, 2007b). Para a construção destes elementos é necessário à movimentação de solo através de serviços de corte de vegetação, limpeza do terreno, escavação e terraplenagem, o que pode gerar processos erosivos. Além disso, processos erosivos também podem ocorrer durante a instalação de canteiros de obra de usinas termelétrica. 45 d) Assoreamento Processos de assoreamento podem ser considerados como impactos indiretos por serem consequência do processo de erosão, devido à modificação da morfologia do relevo e mudança no uso do solo. Durante a fase de exploração do mineiro e a instalação de usinas termelétricas, principalmente em épocas chuvosas, podem ocorrer processos erosivos com a remoção do solo, resultando no carreamento dos mesmos para os cursos d’água, podendo haver o assoreamento dos cursos d’água. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). f) Flora/Fauna As emissões para a atmosfera de gases radioativos e aerossol e efluentes poderiam impactar severamente à flora e fauna mediante a poluição dos recursos hídricos, solo e a qualidade do ar. Porém essas emissões são monitorizadas para evitar que ela ultrapassem os padrões estabelecidos. g) Emissões No ciclo de vida para energia nuclear as emissões geradas são muito baixas, se centralizando nas emissões de material particulado durante a exploração do mineral e combustão das maquinarias e transporte. Porém, há possibilidade de se gerar emissões de gases radioativos durante a mineração, beneficiamento, conversão (EPE, 2007b). 46 Durante a geração de eletricidade não se gera emissões atmosféricas poluentes. Porém, há possibilidade da emissão de gases radiativos do não reprocessamento do combustível, mas eles se encontram monitorados. h) Alteração da Paisagem Uma exploração do minério a céu aberto impactará mais a paisagem natural do que uma exploração subterrânea. Além disso, a camada superficial do terreno minado leva várias décadas para se restaurar (TURNEY e FTHENAKIS, 2011). A área requerida para a cadeia energética da nuclear é igual à requerida por uma cadeia de combustível fóssil (1 a 10 km2), o qual vem a ser menor do requerido para instalação de usinas movimentadas a energia renovável (EPE, 2007b). i) Renovabilidade do Recurso A exploração do mineral de urânio é considerados como não renovável. j) Ruído Essa atividade gera ruídos molestos e vibrações que se realiza como parte da exploração do mineral. O funcionamento das maquinas da planta termelétrica pode gerar ruídos molestos no exterior da planta. 47 Matriz de Impactos Nuclear FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Uso final do energético Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADORA Armazenamento/distribuiç ão da energia e/ou energético Magnitude IMPACTO Conversão / Geração de energia Reversibilidade Nuclear FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Impacto Extração do energético IRR MED 2 IRR PEQ 1 REV MED 2 - - 0 - - 0 8 - - 0 IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 1 - impacto indireto de ações de exploração (principalmente a céu aberto) e processo de construção de infraestrutura. IRR GRA 3 REV PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 9 Erosão - impacto de ações de exploração e construção de edificações IRR GRA 3 REV PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 9 Sismologia - exploração tanto subterrânea como a céu aberto IRR GRA 3 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 9 Flora/fauna - atividade exploratória , implantação de infraestruturas e operação (ruídos) - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 Emissões Atmosféricas - Emissões de combustao muito baixas, porém, há possibilidade de Emissões de gases radioativos durante a mineração, beneficiamento, conversão e geraçao de energia elétrica. IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 2 Alterações da paisagem - exploraçao do mineiro (especialmente a céu aberto), canteiros de obra, instalações de usinas termelétrica IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR MED 2 IRR PEQ 1 - - 0 7 Emissão de Ruído - exploração do recurso, construção e operação da usina termelétrica. REV MED 2 REV MED 2 REV MED 2 - - 0 - - 0 7 Renovabilidade do recurso - recurso não renovável - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 10 Hidrologia - consumo de água na extração, processamento, transporte, resfriamento de equipamentos. Clima - emissões de GEE pela exploração. Assoreamento ÍNDICE DE IMPACTO Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 63 48 4.1.5 BIOMASSA (LENHA) Do ponto de vista energético, para fins de outorga de empreendimentos do setor elétrico, biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica que pode ser utilizada na produção de energia (BRASIL, 2007). Florestas energéticas são aquelas cultivadas com a finalidade de obter lenha, carvão vegetal, briquetes e licor negro, cujo objetivo principal é alimentar a indústria de celulose e a indústria moveleira. Em ambas são aproveitados os galhos, gravetos, cavacos e serragem como biomassa energética (BRASIL, 2007). A biomassa de madeira produzida de forma renovável pode ser usada para substituir fontes de carbono fóssil na geração de eletricidade, no uso direto do calor pela combustão e como agente de redução na fundição de ferrogusa. Cerca de 40% da lenha produzida no Brasil é transformada em carvão vegetal. É utilizado, na maior parte, pela siderurgia, como fonte de energia térmica e redutor para produzir ferro metálico a partir do minério de ferro, desde o início da indústria do aço (CERPCH, s/d). O setor residencial é o segundo que mais consome lenha (29%),geralmente na cocção dos alimentos em regiões rurais. O setor industrial vem em seguida, com cerca de 23% do consumo. As principais indústrias consumidoras de lenha no país são a alimentícia e de bebidas, além de cerâmicas, papel e celulose (CERPCH, s/d). A figura abaixo apresenta a cadeia produtiva do setor florestal, onde é possível visualizar os produtos madeireiros podendo gerar lenha e carvão vegetal (alvo desta análise). 49 Figura 7: Cadeia produtiva do setor florestas. Fonte: Brasil, 2007. Dentre os impactos considerados para o cálculo do VS, a biomassa (lenha) apresenta como principais impactos socioambientais aqueles relacionados a alteração da paisagem e emissões atmosféricas. a) Hidrologia Os impactos da produção de florestas energéticas sobre os recursos hídricos são discutidos por diversos autores. O consumo de água pelas florestas energéticas depende, fundamentalmente, das condições prévias ao plantio – i) bioma de inserção; ii) densidade pluviométrica; iii) tipo de solo; iv) declividade dos solos, v) distância das bacias hidrográficas – e das técnicas agrícolas empregadas (densidade do plantio, métodos de colheita, presença ou não de corredores biológicos e atividades consorciadas) (VITAL, 2007). Por se tratar de monoculturas (florestas plantadas), impactos sobre a umidade do solo, sobre aquíferos e lençóis freáticos, podem ocorrer. 50 Nas usinas termelétricas à vapor com uso de biomassa como combustível o consumo de água varia, em média, desde 15 galões /MWh para sistemas à seco até 405 galões/MHh para sistemas fechados (Figura 8) (MIELKE, 2010.). São gerados efluentes proveniente do sistema de água de resfriamento, lavadores de gases e purgas de processo. A produção de efluentes nestas instalações pode alterar a qualidade do corpo receptor através da elevação da temperatura da água e redução do oxigênio dissolvido. Qualitativamente, impactos sobre os recursos hídricos podem ocorrer, também, devido à lixiviação de nutrientes adicionados em solos que necessitam de adubação. Figura 8: Consumo de água para geração de energia elétrica em turbinas à vapor com diferentes tecnologias de resfriamento. Fonte: MIELKE, 2010. b) Clima A substituição de combustíveis fósseis por combustíveis oriundos de biomassa, por meio de tecnologias de conversão de energia eficientes e aceitáveis do ponto de vista ambiental, é uma alternativa importante, que contribui para a redução da poluição da atmosfera, inclusive para mitigação dos impactos gerados pelas emissões de gases de efeito estufa (GEE) (BRASIL, 2007). Embora não seja a causa direta dos desmatamentos, a necessidade de carvão vegetal para a indústria siderúrgica provoca, indiretamente, uma 51 pressão sobre as florestas nativas. É importante ressaltar que as emissões provenientes do desmatamento são as principais contribuintes das emissões de GGE do país (UHLIG, 2007). A produção de carvão vegetal também contribui para um aumento de gases de efeito estufa (CO2 e CH4) na atmosfera através do processo de carbonização. No entanto, as florestas plantadas, quando não são resultantes de desmatamentos indiretos, contribuem para a mitigação dos GEE devido à fixação de carbono durante o crescimento da biomassa. c) O Erosão impacto das florestas plantadas sobre o solo depende fundamentalmente das condições prévias dos biomas onde se insere a atividade (VITAL, 2007). Segundo Makeschin (1994) as propriedades físicas do solo em áreas de silvicultura são influenciadas positivamente devido à ausência de entrada frequente de máquinas agrícolas pesadas. Por outro lado nutrientes do solo podem ser significativamente reduzidos em solos plantados com árvores de crescimento rápido. De acordo Vital (2007) a maioria das formas de eucalipto não é adequada para o controle da erosão, sobretudo por gerar insuficientes resíduos orgânicos (folhas e galhos) para cobrir o solo e por interceptar pouca água da chuva, acarretando em erosão hídrica. Quando as florestas são exploradas de forma indiscriminada, empobrecimento e erosão do solo podem ocorrer. d) Assoreamento O assoreamento pode ocorrer como consequência dos desmatamentos, que expõe as áreas à erosão e intensificam a lixiviação. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos 52 subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). Este impacto não se aplica à produção e utilização da lenha como vetor energético. f) Flora/Fauna Segundo Vital (2007) o efeito das plantações florestais sobre a diversidade biológica depende: 1) do tipo de ecossistema natural primitivo; 2) das espécies arbóreas escolhidas; e 3) das técnicas silviculturais empregadas, Quando uma floresta de eucalipto, por exemplo, é plantada em área de vegetação natural ou seminatural, isso certamente acarretará algum efeito sobre a fauna e a flora da região. De acordo com os autores, isso pode ocorrer por causa de sombras, competição por água e nutrientes, perturbações no solo, efeitos alelopáticos (efeitos de substâncias químicas do eucalipto sobre outras formas de vegetação) ou efeitos cumulativos sobre o solo (Poore & Fries, 1985 apud Vital, 2007). Causam também, de forma indireta, idêntico impacto, quando provocam o deslocamento da agricultura e da pecuária para as áreas de vegetação nativa. Até agora, as plantações têm avançado, principalmente, às custas do Cerrado e de algumas sobras de Mata Atlântica. Isso gera impactos negativos sobre a fauna e flora. g) Emissões atmosféricas A queima da lenha e a produção de carvão vegetal resultam em emissões atmosféricas. A pirólise ou destilação seca da madeira ou de outra biomassa vegetal, em atmosfera controlada e a temperatura conveniente, produz o carvão vegetal e matéria volátil parcialmente condensável. Da condensação resulta o líquido pirolenhoso contendo o ácido pirolenhoso e o alcatrão insolúvel. A matéria 53 volátil não-condensável consiste de compostos gasosos de carbono (CO 2, CO, CnHm) e nitrogênio (VIALTA, s/d). Há também a emissão de particulados e deposição de pós e sólidos totais como escória e finos de carvão. A queima da madeira para geração de energia, aquecimento ou cocção de alimentos libera emissões atmosféricas de diferentes composições, tais como monóxido de carbono hidrocarbonetos, óxido nítrico amónia, gases sulfurosos hidrogénio (FAO, s/d). h) Alterações da paisagem Cada novo elemento paisagístico, quanto ao seu efeito visual, estará sujeito a diferentes interpretações sociais. A princípio, quando se tratar de uma transformação na paisagem natural, deverá de prevalecer às interpretações negativas. No entanto o contexto paisagístico como um todo deve ser levado em conta, uma vez que quanto mais preservada a paisagem do entorno, maior o efeito negativo da intervenção. A alteração da paisagem está relacionada com a paisagem do entorno e a paisagem anterior ao uso atual. Dessa forma, floretas plantadas no bioma pampa, por exemplo, podem ser interpretas como alteração negativa da paisagem, dado o contraste com as características da vegetação original. Já florestas plantadas em áreas anteriormente desmatadas, geram um efeito positivo à paisagem. Mudanças no uso anterior do solo, como substituição de área com agricultura e pecuária para áreas com florestas plantadas, geram impactos paisagísticos. Impactos indiretos também ocorrem quando há deslocamento da agricultura e da pecuária para as áreas de vegetação nativa. i) Renovabilidade do recurso A biomassa (lenha) é uma forma indireta de energia solar. A energia solar é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos. A biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia (BRASIL, 2007). 54 j) Ruído Este impacto pode ocorre nas etapas de plantio e colheita ao uso de equipamentos (como motosserras), transporte de veículos e pessoas. 55 Matriz de Impacto Biomassa (Lenha) Biomassa (Lenha) Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Clima - por se tratar de monoculturas (florestas plantadas), impactos sobre a umidade do solo, sobre aquíferos e lençóis freáticos, podem ocorrer. - alteração quantidade e qualidade da água nas usinas termelétricas - indiretamente, uma pressão sobre as florestas nativas podem causar desmatamentos. - produção de carvão mineral contribui para um aumento de gases de efeito estufa através do processo de carbonização Uso final do energético Reversibilidade Hidrologia AÇÃO GERADORA Armazenamento/distribuição da energia e/ou energético Severidade IMPACTO Conversão / Geração de energia Magnitude FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Reversibilidade Extração do energético Impacto FASES DA CADEIA ENERGÉTICA IRR PEQ 1 - - 0 IRR MED 2 - - 0 - - 0 5 IRR MED 2 - - 0 IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 5 Assoreamento -devido aos desmatamentos. IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 2 Erosão - empobrecimento e erosão do solo quando as florestas são exploradas indiscriminadamente IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 IRR MED 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 5 - - 0 - - 0 REV MED 2 - - 0 - - 0 5 Sismologia Flora/fauna - redução de diversidade arbórea - avanço, direto ou indireto, sobre áreas com vegetação nativa e fauna silvestre e/ou endêmica Emissões Atmosféricas - queima da lenha e a produção de carvão vegetal Alterações da paisagem - Mudanças no uso anterior do solo - Impactos indiretos: deslocamento da agricultura e da pecuária para as áreas de vegetação nativa. IRR MED 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 5 Emissão de Ruído - uso de equipamentos (como motosserras), transporte de veículos e pessoas. REV PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 Renovabilidade do recurso - recurso renovável - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 ÍNDICE DE IMPACTO Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 56 30 4.1.6 BIOMASSA (RESIDUAL) Do ponto de vista energético, para fins de outorga de empreendimentos do setor elétrico, biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica que pode ser utilizada na produção de energia (BRASIL, 2007). Os resíduos agrícolas compreendem o material resultante das colheitas das culturas e produções agrícolas (Figura 9). E sua retirada do terreno de cultivo para utilização em outros fins deve ser realizada de maneira racional, pois quando permanecem na zona de plantio exercem importante papel agrícola, contribuindo para a proteção dos solos entre os períodos de colheita e novo plantio, retendo a umidade do solo, protegendo a biota, evitando a erosão e restaurando os nutrientes que foram extraídos pela planta. Estes resíduos são constituídos basicamente das folhas e as hastes das plantas, comumente chamados de palha. Pode-se citar como os principais resíduos agrícolas para fins energéticos a palha da soja; o sabugo, colmo, folha e palha do milho, a palha do arroz e as folhas e ponteiros da cana-de-açúcar (BRASIL, 2007). Os trabalhos de Koopmans e Kopejan (1997) e de Nogueira e Lora (2003) remetem à possibilidade de utilização de metade da palha e ponta de cana de açúcar, 30% dos resíduos de soja e 40% dos resíduos das demais culturas. Oliveira, Mahler e Alves (2012), ao aplicarem estes fatores às produções divulgadas pelo IBGE (2009), encontraram um potencial de 48Mt/a de resíduos de cana de açúcar (palha e pontas), 26 Mt de resíduos de soja e 43 Mt de resíduos de milho. A biomassa energética produzida como resíduo agroindustrial é composta por biocombustíveis gerados em unidades industriais que processam culturas agrícolas alimentares ou agroenergéticas. No Brasil os principais resíduos agroindustriais que se mostram apropriados para pronto aproveitamento, são aqueles gerados no setor sucroalcooleiro, como resultado do processamento da cana-de-açúcar para a produção de açúcar e etanol, na indústria de celulose, resultante do processamento da madeira para a produção de pasta celulósica, e na indústria de beneficiamento de arroz, que tem como material residual a casca do cereal. Pode-se citar como os principais resíduos 57 agroindustriais o bagaço da cana-de-açúcar; a casca do arroz; a lixívia e resíduos de madeira (BRASIL, 2007). Figura 9: Biomassas, alternativas tecnológicas e aplicações. Fonte: Zanette, 2009 Segundo a Empresa de Pesquisa Energética (BRASIL, 2007) o recurso de maior potencial para geração de energia elétrica partir de biomassa no País, atualmente, é o bagaço de cana-de-açúcar ainda que já seja utilizado como combustível fundamental para o funcionamento das usinas de açúcar e etanol, o que requer ganho de eficiência para que seu aproveitamento elétrico seja possível. A disponibilidade de bagaço na produção de 2009 atingiu 160 Mt/a, mais que a soma dos três principais resíduos agrícolas – que ainda encerram custo de coleta. A cadeia de produção energética a partir da biomassa inclui várias etapas que variam de acordo com a tecnologia empregada, podendo, no entanto, ser generalizada no seguinte: I. Plantação das culturas II. Beneficiamento nas usinas 58 Dentre os impactos considerados para o cálculo do VS, a biomassa (residual) apresenta aspectos negativos, principalmente, relacionados a processos erosivos. a) Hidrologia Os cultivos agrícolas, dentre os quais os biocombustíveis de primeira geração, utilizam elevadas quantidades de água para o crescimento da biomassa. O uso de irrigação e os volumes de água captados dependem das culturas utilizadas, das condições edafoclimáticas e da eficiência do sistema de irrigação. No entanto, a biomassa residual, como o próprio nome diz, é um resíduo de processos agrícola (palha e hastes) e industrial (bagaço de cana, etc), não será considerado consumo de água para a produção da biomassa, neste caso. Para a conversão da biomassa residual em energia, há produção de efluentes do sistema de resfriamento, purgas de processo e condensado do secador de biomassa. A água utilizada nos processos citados acima pode gerar alteração na qualidade do corpo hídrico receptor. b) Clima A substituição de combustíveis fósseis por sucedâneos oriundos de biomassa cultivada8 em área cuja mudança do uso do solo tenha ocorrido há mais de 20 anos (IPCC, 2001), utilizando tecnologias de conversão eficientes e aceitáveis do ponto de vista ambiental, é uma alternativa importante, que contribui para a redução da poluição da atmosfera, inclusive para mitigação dos impactos gerados pelas emissões de gases de efeito estufa (GEE) (BRASIL, 2007). Deve-se considerar o balanço, pois há emissões de gases de efeito estufa e causadores de deposição ácida pelas máquinas e caminhões para colheita e transporte da biomassa residual caso utilizem derivados de petróleo. 8 Em virtude de seu balanço de emissões de CO 2 ser praticamente nulo, pois essas, resultantes da queima do bagaço, foram absorvidas e fixadas pela planta durante o seu crescimento (fotossíntese). 59 c) Erosão O manejo predatório da área da cultura pode causar processos erosivos e assoreamento dos corpos hídricos. Os resíduos agrícolas compreendem o material resultante das colheitas das culturas e produções agrícolas. E sua retirada do terreno de cultivo para utilização em outros fins deve ser realizada de maneira racional, pois quando permanecem na zona de plantio exercem importante papel agrícola, contribuindo para a proteção dos solos entre os períodos de colheita e novo plantio, retendo a umidade do solo, protegendo a biota, evitando a erosão e restaurando os nutrientes que foram extraídos pela planta (BRASIL, 2007). Segundo Koopmans e Kopejan (1997) e Nogueira e Lora (2003), é possível compatibilizar a operação de recolhimento dos resíduos agrícolas pode conflitar com os esforços de se manter a produtividade do solo (aspectos agronômicos e compactação). Se feita em etapa posterior à colheita, esta coleta pode compactar o solo e promover erosão. d) Assoreamento O manejo predatório da área da cultura pode causar processos erosivos e, consequentemente, assoreamento dos corpos hídricos. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). Este impacto não se aplica à produção e utilização biomassa residual. 60 f) Flora/Fauna As culturas agrícolas podem abrigar um grande número de artrópodes e de microorganismos, que têm um papel importante no controle biológico de pragas de insetos ou ajudam na decomposição das substâncias orgânicas no solo. A retirada de resíduos agrícolas do solo interfere com a fauna e microfauna associada à cultura. g) Emissões atmosféricas A queima da biomassa em processos de geração de calor emite material particulado, CO e NOx. No caso de máquinas e caminhões utilizando derivados de petróleo, haverá emissão de gases causadores de deposição ácida, de material particulado e de gases responsáveis pelo efeito estufa – para os quais deve ser elaborado um balanço. h) Alterações da paisagem As necessidades de terra para cada GW de capacidade instalada, incluindo as necessidades de mineração e de todo o ciclo do combustível, para algumas fontes de energia são as seguintes (BRASIL, 2007): • Carvão e nuclear: 1-10 km2; • Solar: 20-50 km2; • Eólica: 50-150 km2; • Biomassa: 4.000-6.000 km2; A grande área requerida para a implantação de biomassa energética implica, naturalmente, o potencial conflito entre produção de alimentos e energia. Assim como, na alteração da paisagem. No entanto, como a biomassa residual, como o próprio nome diz, é um resíduo de um processo agrícola (palha e hastes) e industrial (bagaço de cana, etc), não é considerada alteração da paisagem para a produção da biomassa, neste caso 61 i) Renovabilidade do recurso A biomassa residual é uma forma indireta de energia solar. A energia solar é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos. A biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia (BRASIL, 2007). ). Os resíduos das culturas alimentares, energéticas e para outros fins, cujos cultivos ocorrem em áreas onde a mudança do uso do solo ocorreu há mais de 20 anos são renováveis. j) Ruído Há geração de ruído devido ao funcionamento da usina termelétrica à biomassa e processos de cogeração. A operação da usina causa ruídos que podem vir a incomodar a população sob influência do empreendimento. Há ruídos gerados pela movimentação de veículos e pessoas para recolha e transporte dos resíduos. 62 Matriz de Impactos Biomassa (Residual) Beneficiamento do energético Extração do energético Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADORA Uso final do energético Magnitude IMPACTO Armazenamento/distribuiçã o da energia e/ou energético Reversibilidade Biomassa residual FONTE ENERGÉTICA Conversão / Geração de energia Impacto FASES DA CADEIA ENERGÉTICA - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 2 - emissões pelas máquinas e caminhões para colheita e transporte da biomassa residual, caso utilizem derivados de petróleo. REV PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 Assoreamento - retirada indiscriminada dos resíduos do solo REV MED 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 5 Erosão - retirada indiscriminada dos resíduos do solo REV MED 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 5 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Hidrologia - consumo de água para sistema de resfriamento, geração purgas de processo durante conversão termoelétrica. Clima Sismologia Flora/fauna - a retirada de resíduos agrícolas do solo interfere com a fauna e microfauna associada à cultura. IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 2 Emissões Atmosféricas - queima da biomassa em processos de geração de calor emite material particulado, CO e NOx. - - 0 - - 0 REV MED 2 - - 0 - - 0 5 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Alterações da paisagem Emissão de Ruído - operação da usina termoelétrica - movimentação de veículos - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Renovabilidade do recurso - recurso renovável - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 ÍNDICE DE IMPACTO Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 63 20 4.1.7 HIDROELETRICIDADE A energia hidrelétrica é produzida a partir do aproveitamento do potencial hidráulico de um curso d’água, combinando a utilização da vazão do rio, quantidade de água disponível em um determinado período de tempo, com os seus desníveis, sejam os naturalmente formados, como as quedas d’água, sejam os criados com a construção de barragens (BRASIL, 2007). Uma usina hidrelétrica é composta, basicamente, de barragem, sistemas de captação e adução de água, casa de força e vertedouros. Cada um dessas partes demanda obras e instalações que devem ser projetadas para um funcionamento conjunto. Destaca-se que os projeto hidroelétricos e a operação destes são bastante diversos. Projetos variam desde grandes e polivalentes reservatórios a usinas à fio d’agua, as quais tem pouco ou nenhum armazenamento de água. Dentre os impactos considerados para o cálculo do VS, a hidroeletricidade apresenta como principais impactos socioambientais aqueles associados à formação dos reservatórios com consequente inundação permanente de áreas, provocando remanejamento involuntário das comunidades, alterações na paisagem, além de perda ou modificação da biodiversidade (fauna e flora). a) Hidrologia A usina hidrelétrica utiliza a água que gira as turbinas que operam o gerador elétrico. Sistemas de geração de energia hidrelétrica são altamente eficientes no uso da água, porque a água utilizada é devolvida ao rio ou lago com perdas marginais através das turbinas. As usinas hidrelétricas com reservatórios incorrem em perdas por evaporação de água, com uma média estimada para os Estados Unidos de 4,500 gal/MWh (MIELKE, 2010) (Figura 10). A perda de água através do sistema de evaporação é principalmente atribuída a processos naturais e a outros usos, tais como recreação. 64 Figura 10: Consumo de água para geração de eletricidade por fonte renovável (MIELKE, 2010). Dessa forma, os usos múltiplos do reservatório e os fatores climáticos da região onde se localiza a usina hidrelétrica, são fatores determinantes para a quantificação dos volumes de água evaporados. As usinas hidrelétricas podem afetar a qualidade da água e ecologia de rios de várias maneiras. As operações e, em algumas usinas, a decomposição da biomassa inundada, podem mudar a temperatura da água, oxigênio dissolvido e os níveis de azoto nas águas a jusante. Operações também podem mudar as características de fluxo natural dos rios (U.S. DEPARTMENT OF ENERGY, 2006). As alterações como perdas de lagoas marginais, alterações na vazão de outros cursos d’ água rios jusante e montante do barramento, também são potenciais impactos do barramento. A barragem altera o fluxo de corrente e a vazão a montante, causando alargamento do leito original, aumento de profundidade e elevação do nível do lençol freático. O barramento de rios e a criação de reservatórios causam interferência nos usos múltiplos do recurso hídrico, tais como, navegação, irrigação, abastecimento, controle de cheias, lazer, turismo etc. b) Clima 65 As inundações das florestas, para a formação do reservatório, fazem com que a vegetação encoberta entre em decomposição, alterando a biodiversidade e provocando emissões de gases de efeito estufa, tais quais CO2, CH4 e N2O e do H2S. De acordo com Santos (2000), os estudos comparados de emissão de gases da superfície do reservatório com as emissões de tecnologias de geração termelétrica mostram que em todos os casos analisados as hidrelétricas apresentaram resultados melhores. As estimativas de emissões de gases de efeito estufa por reservatórios ainda apresentam dificuldades metodológicas. Porém, essas emissões podem ser reduzidas evitando a baixa densidade de potência na escolha dos reservatórios (W/m2) e desmatando o reservatório antes da inundação (BRASIL, 2007). As hidroelétricas com grandes reservatórios podem, também, causar alteração regionais na temperatura, umidade relativa, evaporação, precipitação e ventos. c) Erosão Devido às alterações da descarga a jusante causadas pelo aumento do tempo de residência de água no reservatório e por desvios do rio, processos de erosão são identificados nas margens a jusante e a montante do barramento, com perda do solo e vegetação. d) Assoreamento Devido ao transporte pelo rio e da deposição dos sedimentos no reservatório da usina hidroelétrica, ocorre o assoreamento do reservatório. O assoreamento acarreta na diminuição da vida útil do reservatório. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes 66 de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). Atividades de desmontes de rochas com explosivos para a construção do barramento e a pressão do peso da água represada pode provocar sismos induzidos. f) Flora/Fauna A alteração do curso natural do rio e a formação do reservatório causam interferência nos ciclos naturais, na reprodução e dispersão de peixes e outros animais aquáticos, além do desmatamento. A formação de um reservatório provoca mudanças na estrutura dos ambientes aquáticos ao transformar um rio de águas rápidas (lóticas) em um sistema de águas paradas (lêntico) e também ao inundar ambientes terrestres e/ou várzeas e lagoas marginais. Estas mudanças causam alterações nas estruturas da fauna aquática, principalmente por meio da substituição ou extinção local de espécies. Espécies de peixes reofílicos (aqueles que necessitam de águas rápidas para sua sobrevivência) se tornam mais raras, enquanto espécies de águas lênticas se tornam mais abundantes. Espécies da ictiofauna migratórias são afetadas intensamente com o barramento, podendo causar extinção de espécies. O excesso de nutrientes na água, principalmente fosfato e nitrato, ocasiona um aumento significativo na população de algas e de microorganismos decompositores na água, levando a uma brusca redução do teor de oxigênio dissolvido. A eutrofização provoca a mortalidade de organismos aeróbios maiores como os peixes. O represamento de águas forma remansos e propiciam um ambiente favorável para a criação e proliferação de insetos, caramujos e outros animais que servem como vetores para o desenvolvimento de parasitas. A área do reservatório sofre desmatamento eliminando diversas espécies vegetais e faunísticas que não conseguem ser coletadas e resgatadas. Somente animais de grande porte conseguem ser salvos, aves e invertebrados dificilmente são incluídos nos resgates. Muitas espécies vegetais 67 de importância são realocadas, no entanto, grande parte da biomassa é desmatada e/ou sofre alagamento. g) As Emissões atmosféricas emissões atmosféricas de empreendimentos hidroelétricos aparecem, sobretudo, na forma de emissões de gases de efeito estufa devido ao processo de putrefação da biomassa submersa do reservatório (vide item clima). Outras emissões atmosféricas como óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, compostos orgânicos voláteis e material particulado, podem ocorrer durante a fase de construção, sobretudo, e da operação do empreendimento devido ao trânsito de veículos de transporte de materiais, equipamentos e pessoal. h) Alterações da paisagem Os impactos sobre a paisagem causados pela hidroeletricidade são permanentes e de grande magnitude As alterações na área de implantação e na área de influência do empreendimento começam, efetivamente, com as derivações ou desvios dos rios, necessários para as construções principais, finalizando com o enchimento do reservatório. A necessidade, em muitos casos, de deslocamento da população original, infraestruturas urbanas e rurais afetam permanentemente as paisagens familiares, as quais deixarão de existir. As alterações tanto a jusante como a montante do barramento afetam as paisagens originais dos rios e as relações socioeconômicas da população. i) Renovabilidade do recurso A geração hidráulica de energia por utilizar um recurso renovável para sua operação é considerada uma forma de geração de energia renovável. j) Ruído 68 Este impacto ocorre durante as fases de construção e operação da usina hidroelétrica. Na fase de construção resulta da movimentação dos equipamentos de terraplanagem, pavimentação, drenagem, escavações e detonações de rochas, afetando as áreas de entorno do empreendimento. Na fase de operação este impacto pode devido aos níveis de ruído produzidos pelos grupos de turbina e geradores na casa de máquinas. 69 Matriz de Impacto da Hidroelétrica Extração do energético Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADORA Uso final do energético Magnitude IMPACTO Armazenamento/dist Conversão / Geração ribuição da energia de energia e/ou energético Reversibilidade Hidrelétrica FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Impacto FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Hidrologia - impacto quantitativo (evaporação); alteração curso de rios e hidrologia em geral. - - 0 - - 0 IRR GRA 3 IRR GRA 3 - - 0 10 Clima - emissões de gases de efeito estufa pela degradação da biomassa alagada em reservatórios. - - 0 - - 0 - - 0 IRR PEQ 1 - - 0 1 Assoreamento - assoreamento do reservatório - - 0 - - 0 IRR GRA 3 IRR GRA 3 - - 0 10 Erosão - processos de erosão em margens a jusante e a montante do barramento, com perda do solo e vegetação. - - 0 - - 0 - - 0 IRR GRA 3 - - 0 9 Sismologia - detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório podem deflagrar sismos artificiais - - 0 - - 0 - - 0 IRR MED 2 - - 0 5 Flora/fauna - interferência nos ciclos naturais, na reprodução e dispersão de peixes e outros animais aquáticos, além do desmatamento. - - 0 - - 0 IRR MED 2 IRR MED 2 - - 0 8 Emissões Atmosféricas - emissões durante a fase de construção e operação devido ao transito de veículos e pessoal. - - 0 - - 0 - - 0 IRR PEQ 1 - - 0 1 Alterações da paisagem - as derivações ou desvios dos rios, deslocamento da população original, infraestruturas urbanas e rurais, enchimento do reservatório - - 0 - - 0 IRR GRA 3 IRR GRA 3 - - 0 10 Emissão de Ruído - durante fases de construção (movimentação pessoal e veículos, detonações de rochas) e operação (turbina) - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 Renovabilidade do recurso - recurso renovável 0 ÍNDICE DE IMPACTO Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 70 55 4.1.8 BIOCOMBUSTÍVEIS (ÓLEOS E BIODIESEL) Os combustíveis líquidos provenientes de biomassa tradicionalmente utilizados para substituir o óleo diesel em motores de combustão interna, parcial ou totalmente, são os óleos vegetais e o biodiesel. No primeiro caso, sua utilização fica restrita à misturas de pequena monta, quando “in natura”, o que pode ser ampliado em função do tratamento aplicado – mas não há relato de motores ciclo diesel que tenham utilizado somente óleo vegetal e preservado sua integridade (sem requerer nenhuma modificação). Já o biodiesel é fruto da conversão de óleo vegetal ou gordura animal em um éster com características que garantem a integridade do motor. Enquanto o óleo vegetal é obtido mediante a extração direta dos vegetais – seja por prensagem ou mediante a presença de solvente –, o biodiesel requer uma reação química. O histórico internacional do biodiesel consagrou a transesterificação metílica – na qual óleos ou gorduras, inclusive residuais, são induzidas a reagir com álcool metílico, na presença de um catalisador alcalino ou ácido, gerando éster e glicerol ou água, respectivamente. A diversidade de matérias-primas, processos e usos é uma grande vantagem, mas cada caso precisa ser analisado de acordo com as suas especificidades. a) Hidrologia Os biocombustíveis utilizam elevadas quantidades de água para o crescimento da biomassa. O uso de irrigação e os volumes de água captados dependem das culturas utilizadas como matéria-prima para produção de biocombustíveis, das condições edafoclimáticas e da eficiência do sistema de irrigação. O consumo de água está relacionado à pluviosidade necessária para as culturas de oleaginosas serem viáveis em cada região do país, uma vez que não foram analisadas cultivos irrigados. Os níveis de pluviosidade, normalmente fornecidos em milímetros de água, representam múltiplos de 10 metros cúbicos por hectare. Conhecendo a produção típica de óleos vegetais de cada oleaginosa por hectare e o índice de pluviosidade mínimo para as 71 culturas serem viáveis, é possível calcular o consumo de água por litro de biodiesel produzido. A última etapa deste cálculo é multiplicar o fator encontrado por 300, quantidade típica de litros utilizados para que um grupo gerador ciclo Diesel oferte 1 MWh de eletricidade. A produção de biodiesel a partir de resíduos não consome água na etapa de coleta. Assim, o consumo de água para o extrativismo, que demanda 1.900 mm de água, e produz cerca de 1.000 litros por hectare-ano é de 5.700.000 litros por MWh. No caso do cultivo anual, que demanda 800 mm de água e produz os mesmos 1.000 litros por hectare-ano, é de 2.400.000 litros por MWh. No cultivo perene, a demanda é de 2.000 mm de água e a produção atinge 5.000 litros por hectare-ano, levando o indicador para 1.200.000 litros por MWh. No caso dos resíduos este indicador é nulo. b) Clima Conforme citado anteriormente, a substituição de combustíveis fósseis por biomassa cultivada9 é uma alternativa importante, que contribui para a redução da poluição da atmosfera, inclusive para mitigação dos impactos gerados pelas emissões de gases de efeito estufa (GEE) (BRASIL, 2007). Deve-se considerar o balanço, pois há emissões de gases de efeito estufa e causadores de deposição ácida pelas máquinas e caminhões para colheita e transporte da biomassa residual caso utilizem derivados de petróleo. c) Erosão O manejo predatório da área da cultura pode causar processos erosivos e assoreamento dos corpos hídricos. d) Assoreamento O manejo predatório da área da cultura pode causar processos erosivos e assoreamento dos corpos hídricos. 9 Em virtude de seu balanço de emissões de CO 2 ser praticamente nulo, pois essas, resultantes da queima do bagaço, foram absorvidas e fixadas pela planta durante o seu crescimento (fotossíntese). 72 e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). f) Flora/Fauna As culturas agrícolas podem abrigar um grande número artrópodes e de microorganismos que têm um papel importante no controle biológico de pragas de insetos ou ajudam na decomposição das substâncias orgânicas no solo. g) Emissões atmosféricas Há emissões aéreas de material particulado, emissão de gases causadores de deposição ácida pelas máquinas e caminhões utilizando derivados de petróleo. Comparando com o óleo diesel, as emissões do biodiesel são inferiores quanto ao enxofre (98%), aos materiais particulados (50%), aos hidrocarbonetos (50%) e aos aromáticos (30%), sendo que estes têm características cancerígenas. A única emissão que pode ser incrementada (visto que foram testadas 4 famílias de motores veiculares, pela EPA, sendo que 2 não tiveram alterações, 1 aumentou em 4% e outra aumentou em 13%) é o NOX, gás precursor do ozônio, responsável pela inversão térmica. Mas havendo consumo continuado de biodiesel é possível solucionar este impacto através de regulagem do motor quanto à temperatura de funcionamento. No caso dos resíduos, sua utilização evita as emissões de gases da decomposição de matéria orgânica, como o gás sulfídrico, que além do odor característico provoca chuva ácida. 73 h) Alterações da paisagem As necessidades de terra para cada GW de capacidade instalada para fontes energéticas baseadas em biomassa são de 4.000-6.000 km2; (BRASIL, 2007). A grande área requerida para a implantação de biomassa energética implica, naturalmente, o potencial conflito entre produção de alimentos e energia. Assim como, na alteração da paisagem. A área ocupada por potência instalada é a soma da área utilizada no cultivo/coleta dos insumos e da área de produção industrial. Considerando que a área de produção industrial terá utilização igual para todos os insumos, da ordem de 1.000 m2 por instalação para 40.000 t/ano, ou equivalentemente, 0,04 m2/kW (25 kW/m2). No caso do cultivo, as áreas necessárias para atender a cada kW (o equivalente a 7 MWh anuais) são relativas às produções típicas de cada cultura, mesmo procedimento para o extrativismo. No caso dos resíduos, não há necessidade de área. Por isto, os valores deste indicador são referentes apenas à área industrial.10 Todos os insumos vegetais requerem área para cultivo/coleta (extrativismo), ainda que diferentes em virtude de suas produtividades. A conversão destes valores em m 2/kW atinge 21.000 para extrativismo e cultivo anual intensivo em mão-de-obra, 33.207 para cultivo mecanizado e 4.200 para cultivo perene. i) Renovabilidade do recurso A biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia (BRASIL, 2007). j) Ruído Há geração de ruído devido ao funcionamento da usina de produção de biodiesel. A operação da usina causa ruídos que podem vir a incomodar a população sob influência do empreendimento. 10 Seria possível estimar uma área para coleta de resíduo, em virtude da densidade demográfica – para óleo de fritura e esgoto – mas não para gorduras animais e ácidos graxos oriundos da degomagem dos óleos vegetais. 74 Matriz de Impacto Biocombustíveis (Óleos e Biodiesel) FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Armaz e name nto/dist ribuição da e ne rgia e /ou e ne rgé tico Uso final do e ne rgé tico Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADO RA Magnitude IMPACTO Conve rsão / Ge ração de e ne rgia Reversibilidade Biocombustíveis (Óleos e Biodiesel) FO NTE ENERGÉTICA Be ne ficiame nto do e ne rgé tico Impacto Extração do e ne rgé tico Hidrologia - alteração da qualidade ao longo da cadeia; - consumo de água na produção agrícola, no processamento e resfriamento de equipamentos. IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 4 Clima - emissões de GEE pela combusão de óleo diesel no setor agropecuário e do metanol misturado ao produto em seu uso final IRR MED 2 - - 0 - - 0 - - 0 IRR PEQ 1 5 Assoreamento - impacto indireto de ações agrícolas IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 Erosão - impacto de ações agrícolas IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 IRR MED 2 IRR PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 REV PEQ 1 6 - - 0 - - 0 IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR MED 2 7 Sismologia Flora/fauna - atividade agrícola , implantação de infraestruturas e operação (emissões/ruídos), utilização do energético. Emissões Atmosféricas - emissões aéreas de óxidos de nitrogênio (NOX), material particulado (MP), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), aromáticos, tanto pela própria combustão quanto por seu transporte Alterações da paisagem - instalação e manutenção de cultivos de oleaginosas, instalação de usina para produção de biodiesel, instalações de usinas termelétrica e de tancagem para armazenamento IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 - - 0 4 Emissão de Ruído - coleta e transporte da produção agrícola, operação da usina de processamento e obtenção dos óleos vegetais, construção e operação da usina de processamento de biodiesel, construção e operação da usina termelétrica REV PEQ 1 REV PEQ 1 REV MED 2 - - 0 - - 0 4 Renovabilidade do recurso 0 ÍNDICE DE IMPACTO 32 75 Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 4.1.9 BIOCOMBUSTÍVEIS (ETANOL) O etanol é um combustível proveniente da biomassa e, devido a sua elevada octanagem (capacidade de explodir perante faísca), utilizado como substituto da gasolina (hidratado) ou como aditivo a ela (anidro). Pode ser produzido por diversos insumos, sendo os mais utilizados no mundo o milho (EUA) e a cana-de-açúcar (Brasil). Estes são processados para disponibilizarem seus açúcares que, após a fermentação e a destilação, dão origem ao etanol. Sua utilização vem sendo realizada, no Brasil, desde a década de 1920, mas a partir de 1975 houve incentivos para sua efetivação como insumo energético capaz de reduzir as importações de combustíveis, o que foi um sucesso. Nos EUA, onde este tipo de estímulo começou mais tarde, mesmo com um produto de baixo balanço energético, o consumo já suplantou o brasileiro. a) Hidrologia Os biocombustíveis utilizam elevadas quantidades de água para o crescimento da biomassa. O uso de irrigação e os volumes de água captados dependem das culturas utilizadas como matéria-prima para produção de biocombustíveis, das condições edafoclimáticas e da eficiência do sistema de irrigação. Segundo Fraiture (2008), em termos de água para irrigação de culturas de biocombustíveis, a participação é maior devido a considerável participação da cana de açúcar irrigada no mix de biocombustíveis (Figura 11). 76 Figura 11: Uso de água e terra para produção de culturas agrícolas de biocombustíveis (2005). b) Clima A substituição de combustíveis fósseis por sucedâneos oriundos de biomassa cultivada11 em área cuja mudança do uso do solo tenha ocorrido há mais de 20 anos (IPCC, 2001), utilizando tecnologias de conversão eficientes e aceitáveis do ponto de vista ambiental, é uma alternativa importante, que contribui para a redução da poluição da atmosfera, inclusive para mitigação dos impactos gerados pelas emissões de gases de efeito estufa (GEE) (BRASIL, 2007). Deve-se considerar o balanço, pois há emissões de gases de efeito estufa e causadores de deposição ácida pelas máquinas e caminhões para colheita e transporte da biomassa residual caso utilizem derivados de petróleo. c) Erosão 11 Em virtude de seu balanço de emissões de CO 2 ser praticamente nulo, pois essas, resultantes da queima do bagaço, foram absorvidas e fixadas pela planta durante o seu crescimento (fotossíntese). 77 O manejo predatório da área da cultura pode causar processos erosivos e assoreamento dos corpos hídricos. d) Assoreamento O manejo predatório da área da cultura pode causar processos erosivos e assoreamento dos corpos hídricos. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). f) Flora/Fauna A cultura da cana-de-açúcar pode abrigar um grande número de artrópodes e de microorganismos que têm um papel importante no controle biológico de pragas de insetos ou ajudam na decomposição das substâncias orgânicas no solo. g) Emissões atmosféricas Há emissões aéreas de material particulado, emissão de gases causadores de deposição ácida pelas máquinas e caminhões utilizando derivados de petróleo. h) Alterações da paisagem A grande área requerida para a implantação de biomassa energética implica, naturalmente, o potencial conflito entre produção de alimentos e energia. Assim como, na alteração da paisagem. 78 i) Renovabilidade do recurso A biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia (BRASIL, 2007). j) Ruído Há geração de ruído devido ao funcionamento da usina de produção de etanol. A operação da usina causa ruídos que podem vir a incomodar a população sob influência do empreendimento. 79 Matriz de Impacto Biocombustíveis (etanol) FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Armaz e name nto/dist ribuição da e ne rgia e /ou e ne rgé tico Uso final do e ne rgé tico Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADO RA Magnitude IMPACTO Conve rsão / Ge ração de e ne rgia Reversibilidade Biocombustíveis (Etanol) FO NTE ENERGÉTICA Be ne ficiame nto do e ne rgé tico Impacto Extração do e ne rgé tico Hidrologia - alteração da qualidade ao longo da cadeia; - consumo de água na produção agrícola, no processamento e resfriamento de equipamentos. IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 4 Clima - emissões de GEE pela combusão de óleo diesel no setor agropecuário e do metanol misturado ao produto em seu uso final IRR MED 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 5 Assoreamento - impacto indireto de ações agrícolas IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 Erosão - impacto de ações agrícolas IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 IRR MED 2 IRR PEQ 1 REV PEQ 1 - - 0 REV PEQ 1 6 - - 0 - - 0 IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR MED 2 7 Sismologia Flora/fauna - atividade agrícola , implantação de infraestruturas e operação (emissões/ruídos), utilização do energético. Emissões Atmosféricas - emissões aéreas de óxidos de nitrogênio (NOX), aldeídos, hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), aromáticos, tanto pela própria combustão quanto por seu transporte Alterações da paisagem - instalação e manutenção de cultivos de oleaginosas, instalação de usina para produção de biodiesel, instalações de usinas termelétrica e de tancagem para armazenamento IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 - - 0 4 Emissão de Ruído - coleta e transporte da produção agrícola, operação da usina de processamento e obtenção dos óleos vegetais, construção e operação da usina de processamento de biodiesel, construção e operação da usina termelétrica REV PEQ 1 REV PEQ 1 REV MED 2 - - 0 - - 0 4 Renovabilidade do recurso 0 ÍNDICE DE IMPACTO 32 80 Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 4.1.10 BIOGÁS O biogás é uma mistura gasosa constituída principalmente de metano e dióxido de carbono, mas que também contém gás sulfídrico, amônia, hidrogênio, nitrogênio, ácido sulfúrico, monóxido de carbono, carboidratos saturados ou halogenados, oxigênio, vapor d’água e siloxanas. É produzido a partir da digestão anaeróbica da matéria orgânica presente em resíduos sólidos ou efluentes líquidos, em aterros ou digestores. Segundo Zanette (2009), os processos de digestão anaeróbica da matéria orgânica envolvem três etapas básicas: hidrólise, fermentação (também conhecida como acidogênese) e metanogênese. A primeira etapa, na qual o material particulado é convertido em compostos solúveis que podem, então, ser hidrolisados em monômeros simples utilizados pelas bactérias que realizam a fermentação, é chamada de hidrólise. A segunda etapa é a fermentação ou acidogênese. No processo de fermentação, aminoácidos, açúcares e alguns ácidos graxos são degradados. Os substratos orgânicos servem tanto como doadores como aceptores de elétrons. Os principais produtos da fermentação são acetato, hidrogênio, CO2, propionato e butirato. O propionato e o butirato são fermentados posteriormente para também produzir hidrogênio, CO2 e acetato. Para alguns efluentes industriais, a fermentação pode ser a primeira etapa no processo anaeróbico. O ponto de partida para uma aplicação em particular depende da natureza do resíduo a ser processado. Os produtos finais da fermentação (acetato, hidrogênio e CO2) são, portanto, os precursores para a formação de metano na metanogênese. A energia livre associada com a conversão de propionato e butirato a acetato e hidrogênio requer que o hidrogênio esteja presente em baixas concentrações no sistema (pH2 < 10-4 atm), ou a reação não ocorrerá (METCALF & EDDY, 2003). A terceira etapa, a metanogênese, é realizada por um grupo de microrganismos coletivamente chamados de metanógenos. Dois grupos de organismos metanogênicos estão envolvidos na produção de metano. Um grupo, chamado de metanógenos aceticlásticos, converte o acetato em metano 81 e dióxido de carbono. O segundo grupo, denominado metanógenos utilizadores de hidrogênio, utiliza hidrogênio como doador de elétrons e o CO2 como aceptor de elétrons para produzir metano. Bactérias dentro dos processos anaeróbicos, denominadas acetógenos, também são capazes de utilizar o CO2 para oxidar o hidrogênio e produzir ácido acético. Entretanto, como o ácido acético será convertido em metano, o impacto desta reação é pequeno. Existem três motivos principais para o tratamento do biogás: atender as especificações necessárias para cada aplicação (geradores, caldeiras, veículos), aumentar o poder calorífico do gás e padronizar o gás produzido. A utilização em unidades de co-geração é o caso típico onde apenas os contaminantes devem ser removidos do biogás. A maioria dos fabricantes de turbinas a gás especifica limites máximos de ácido sulfídrico, hidrocarbonetos halogenados e siloxanas no biogás. Quando usado como combustível veicular, todos os contaminantes bem como o dióxido de carbono devem ser removidos para atingir uma qualidade adequada do gás. Existem diversas tecnologias disponíveis para a remoção de contaminantes do biogás e purificação do biogás para atender as especificações de combustível veicular ou do gás natural. Na Europa e EUA, cerca de 800 digestores atendem, junto a aterros – que somam 1.000 no mundo inteiro -, a capacidade instalada para geração elétrica de 3.000 MW. Já na China e Índia, cuja principal aplicação é para cocção e iluminação, existem mais de seis milhões de digestores de pequena escala. Para fins veiculares, até o final de 2006 havia cerca de 2.000 estações de abastecimento na Europa, com mais de 10.000 veículos sendo atendidos (Zanette, 2009). No Brasil, embora existam diversos projetos para o aproveitamento do biogás produzido em aterros urbanos, atualmente apenas quatro aterros aproveitam-no para a geração de eletricidade, com uma potência outorgada de aproximadamente 70 MW (ANEEL, 2012). Na área rural, a quantidade de produtores que utilizam os resíduos da agricultura e pecuária para a produção de biogás ainda é pequena (2 MW), sendo que o aproveitamento dos dejetos de suínos é a prática mais comum para tal finalidade. Com relação aos 82 efluentes líquidos, sua utilização para a produção de biogás e geração elétrica é pouco significativa (4 MW). As fontes de biogás são os resíduos orgânicos rurais (agrícolas e pecuários), agroindustriais (vinhaça, bagaço de cana e outros) e urbanos (lixo e esgoto), principalmente, mas é possível haver cultivos agrícolas voltados a este fim. a) Hidrologia Os cultivos agrícolas, dentre os quais os biocombustíveis de primeira geração, utilizam elevadas quantidades de água para o crescimento da biomassa. O uso de irrigação e os volumes de água captados dependem das culturas utilizadas, das condições edafoclimáticas e da eficiência do sistema de irrigação. No entanto, a biomassa residual, como o próprio nome diz, é um resíduo de processos agrícola (palha e hastes) e industrial (bagaço de cana, etc), pecuária e urbana não será considerado consumo de água para a produção destas biomassas e sua conversão em biogás. Para a conversão do biogás em energia elétrica, quando da utilização de motores, o consumo de água para refrigeração é mínimo. No caso do ciclo combinado, apenas será demandada água de make up para o sistema à vapor. b) Clima O tratamento dos efluentes, que ocasionariam emissões de metano, reduz o impacto de gases responsáveis pelo efeito estufa. Sua combustão em substituição a fósseis aumenta o benefício ambiental. c) Erosão O tratamento dos efluentes evita sua deposição em áreas inadequadas – prática comum, apesar de proibida – e, assim, coíbe a erosão. d) Assoreamento 83 O tratamento dos efluentes evita sua deposição em áreas inadequadas – prática comum, apesar de proibida – e, assim, coíbe o assoreamento. e) Sismologia Os sismos induzidos, fenômeno de natureza antrópica, ocorrem a partir da acomodação de camadas, devido a desmoronamentos internos subsuperficiais, provocados pela dissolução de rochas ou compactação de sedimentos pelo seu próprio peso. Geralmente esses sismos são localizados e de pequena intensidade. Ações antrópicas como detonações para desmontes de rochas, enchimento de reservatório e a injeção de fluídos a grandes profundidades também podem deflagrar sismos artificiais (INFANTI JR.; FORNASARI FILHO, 1998). Este impacto não se aplica à produção e utilização biomassa residual. f) Flora/Fauna O tratamento dos efluentes evita sua deposição em áreas inadequadas – prática comum, apesar de proibida – e, assim, coíbe a perda de flora e fauna. g) Emissões atmosféricas No caso de máquinas e caminhões para coletar os resíduos utilizarem derivados de petróleo, haverá emissão de gases causadores de deposição ácida, de material particulado e de gases responsáveis pelo efeito estufa – para os quais deve ser elaborado um balanço. h) Alterações da paisagem No entanto, como a biomassa residual, como o próprio nome diz, é um resíduo de um processo agrícola (palha e hastes) e industrial (bagaço de cana, etc), não é considerada alteração da paisagem para a produção da biomassa, neste caso. Mas a usina causará impacto negativo neste tema. i) Renovabilidade do recurso 84 A biomassa residual é uma forma indireta de energia solar. A energia solar é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos. A biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia (BRASIL, 2007). Os resíduos das culturas alimentares, energéticas e para outros fins, cujos cultivos ocorrem em áreas onde a mudança do uso do solo ocorreu há mais de 20 anos são renováveis. j) Ruído Há geração de ruído devido ao funcionamento da usina termelétrica à biogás e processos de cogeração. A operação da usina causa ruídos que podem vir a incomodar a população sob influência do empreendimento. Há ruídos gerados pela movimentação de veículos e pessoas para recolha e transporte dos resíduos. No caso da usina de biodigestão para fornecimento de combustível veicular, o ruído no beneficiamento será pequeno e, no uso, não será maior que o existente. 85 Matriz de Impactos do Biogás Extração do energético FO NTE ENERGÉTICA Armazenamento/distrib uição da energia e/ou Uso final do energético energético Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADO RA - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 Clima - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Assoreamento - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Erosão - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Sismologia - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Hidrologia Biogás Conversão / Geração de energia Reversibilidade IMPACTO Beneficiamento do energético Impacto FASES DA CADEIA ENERGÉTICA - consumo de água no resfriamento de equipamentos. Flora/fauna - Implantação de infraestrutura e operação (emissões/ruídos) - - 0 - - 0 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 - - 0 3 Emissões Atmosféricas - emissões aéreas de óxidos de nitrogênio (NOX) - - 0 - - 0 IRR MED 2 IRR PEQ 1 IRR MED 2 7 Alterações da paisagem - instalações de biodigestor para sua produção, canteiros de obra, instalações de usinas termelétrica - - 0 REV PEQ 1 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 - - 0 4 Emissão de Ruído - construção e operação das instalações de produção de gás, construção e operação da usina termelétrica. - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Renovabilidade do recurso ÍNDICE DE IMPACTO 86 Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 16 4.1.11 SOLAR A energia solar é uma importante fonte de energia alternativa aos combustíveis fósseis. A energia solar pode ser convertida em energia elétrica por meio de dois processos diferentes: por meio de ciclos termodinâmicos (termelétricas de concentração solar - CSP) e da conversão fotovoltaica (DESIDERI et al., 2012). As usinas termelétricas de concentração solar, operando em média temperaturas (500 º C) e altas temperaturas (1000 º C), têm atraído recentemente interesse e tornaram-se uma das alternativas mais promissoras no campo da energia solar (DESIDERI et al., 2012). Os CSPs utilizam a irradiação solar para o aquecimento de um fluido (comumente água) que posteriormente ingressa para um ciclo Rankine convencional e mediante a ação de uma turbina gera energia elétrica. Segundo Guimaraes et al. (2005) os requerimentos para o desenvolvimento desta tecnologia é alta irradiação solar direta normal (DNI), acessibilidade a recurso hídricos e proximidade a uma rede de distribuição elétrica. Da mesma forma, problemas de intermitência solar pode ser superada com o armazenamento térmico ou hibridização com gás natural (DOE, 2009) A geração fotovoltaica produz-se quando os raios solares convertem-se diretamente em eletricidade. Esse tipo de tecnologia difere no CSP pela geração de energia elétrica não é mediante um ciclo termodinâmico; além disso, pode ser utilizado em áreas com baixa radiação direta (DESIDERI et al., 2012). As células fotovoltaicas são feitas de diferentes tipos de materiais semicondutores, sendo que o 85-90% das células solares são compostos de monocristalinos ou policristalinos de silício (Si). Esta tecnologia é confiável e chegou a uma boa maturidade comercial. Estas tecnologias estão sendo desenvolvidos em uma ampla gama de locações e ecossistemas, que vão desde florestas, na Inglaterra, para os desertos da Califórnia, para locais quase tropicais da Flórida e em outros lugares (TURNEY e FTHENAKIS, 2011). Pelo que os impactos ambientais de planta baseada em energia solar dependerá de sua localização e sua área de influência. 87 a) Hidrologia Os concentradores solares ao funcionarem com um ciclo Rankine irão utilizar o recurso água, principalmente, dependendo do tipo de resfriamento que adotam e o tipo de tecnologia de concentrador solar. Como foi mencionado nas térmicas a combustível fóssil, um sistema de resfriamento pode ser aberto o fechado com resfriamento úmido (torre de resfriamento, principalmente) ou com resfriamento seco. Sendo então que a maior demanda a precisa um resfriamento aberto e é ela quem contamina com poluição térmica os corpos receptores. Além disso, um resfriamento fechado com torre úmida precisa menor quantidade de água, mas o consumo é maior. Finalmente o resfriamento fechado seco é quem menor demanda de água precisa atingido para o ciclo Rankine um aproximado de 10% do consumo de uma torre de resfriamento (DOE, 2009). Além disso, o requerimento hídrico será necessário para a limpeza dos espelhos. No caso da tecnologia de concentração solar de discos, o resfriamento realiza-se em seco e somente requere de água para limpeza dos espelhos. Devido ao que os lugares onde os CSP são mais eficientes possuem maior radiação a disponibilidade hídrica é pequena. Pelo que a disponibilidade poderia virar um problema desta geração de energia. Por outro lado, à energia fotovoltaica precisa de pequenas quantidades de água para a limpeza dos espelhos (15 l/MWh) (Figura 12). 88 Tabela 12: Uso de água por energias renováveis. Fonte: FTHENAKIS e KIM (2010) b) Clima A geração de energia elétrica solar não gera emissões de gases de efeito estufa (TSOUTSOS et al., 2005). Porém, TURNEY e FTHENAKIS (2011) indicam que nos casos que a instalação das plantas concentradoras e os painéis fotovoltaicos sejam em áreas onde foi necessário a remoção de vegetação seja tomado em consideração as emissões de CO2. Além disso, no caso de hibridização com gás natural, a emissões atmosféricos corresponderão ao descrito no item 1.4.2. c) Erosão Mudanças no uso do solo poderia influir na geração de erosão. O impacto do uso da terra é dependente da topografia da paisagem assim como a área de terra coberta pelo sistema fotovoltaico e o tipo de solo (TSOUTSOS et al., 2005). Se as plantas de energia solar são construídas em encostas, vias de acesso entre os painéis poderiam produzir erosão do solo (TURNEY e 89 FTHENAKIS, 2011). Além disso, uma aplicação de um sistema fotovoltaico em terras cultiváveis faria uma mudança do uso do solo (TSOUTSOS et al., 2005). Da mesma forma, segundo EPE (2007a, 2007b) a área media para instalação de projetos solares (20 - 50 km2) é maior do que para instalação de uma térmica a combustível fóssil. d) Assoreamento Processos de assoreamento podem ser considerados como impactos indiretos por serem consequência do processo de erosão, devido à modificação da morfologia do relevo e mudança no uso do solo. Segundo TURNEY e FTHENAKIS (2011) a tendência das usinas de energia solar é sua expansão em terreno declive alto, 10% encostas ou superior. Pelo que mudanças do uso do solo poderiam originar erosão e assoreamento e) Sismologia Não se identificaram impactos relacionados à sismologia. f) Flora/Fauna O impacto para a fauna vai ser bem correlacionada com a biodiversidade da terra em que os painéis e a usina seriam construídos. O impacto mais significativo deve-se a que as instalações dos painéis fotovoltaicos são geralmente cercados, limitando o movimento de animais, e disponibilidade de alimento (TURNEY e FTHENAKIS, 2011). Além disso, o solo é limpo durante a construção e mantido livre de vegetação. Da mesma forma, os painéis geram sombras e alteram o microclima, causando um efeito não estudado em vegetação (TURNEY e FTHENAKIS, 2011). No caso que a instalação dos painéis fotovoltaicos representou um desmatamento de floresta, TURNEY e FTHENAKIS, (2011) indicam que o tempo de recuperação desse ecossistema é assumido média de 10 anos, uma vez que o distúrbio é significativamente menor do que a mineração de carvão 90 g) Emissões A geração de energia elétrica solar não gera emissões atmosférica poluentes (TSOUTSOS et al., 2005). Porém, no caso de hibridização com gás natural, a emissões atmosféricos corresponderão ao descrito no item 1.4.2. h) Alteração da Paisagem A geração com CSPs e fotovoltaica precisam de áreas extensas para seu funcionamento, pelo que alterações à paisagem (impacto visual) e mudança no uso do solo podem ser identificadas. Da mesma forma, os impactos e as alterações na paisagem são susceptíveis de surgir durante a fase de construção pelas atividades de construção, tais como movimentos de terra e pelos movimentos de transporte (TSOUTSOS et al., 2005). i) Renovabilidade do Recurso O uso da energia solar considera-se uma exploração de um recurso renovável. j) Ruído O impacto devido a ruídos molestos é mínimo em comparação com qualquer opção de outra geração de eletricidade como a geração de energia eólica, e as turbinas a gás (TSOUTSOS et al., 2005). 91 Matriz de Impacto da Solar FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Armazenamento/distribu ição da energia e/ou energético Uso final do energético Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADORA Magnitude IMPACTO Conversão / Geração de energia Reversibilidade Solar FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Impacto Extração do energético Hidrologia - consumo de água no processo de resfriamento no casos de CSP e uso de água para limpza dos panéis. - - 0 - - 0 REV MED 2 - - 0 - - 0 5 Clima - A geração de energia elétrica solar não gera emissões de GEE. Nos casos de instalação de painéis em áreas de remoção de vegetação se considera as emissões de CO2 - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 Assoreamento - impacto indireto de ações de construção por mudanças no uso do solo. - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 Erosão - Erosão do local onde são construídas as instalações da usina por mudanças no uso do solo - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 - - 0 - - 0 REV MED 2 - - 0 - - 0 5 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 - - 0 - - 0 REV MED 2 - - 0 - - 0 5 Emissão de Ruído - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 Renovabilidade do recurso - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Sismologia Flora/fauna - Interferência nos hábitats de algúns ecossistemas Emissões Atmosféricas Alterações da paisagem - Alteração na paisagem devido à necessidade de áreas extensas para seu funcionamento. ÍNDICE DE IMPACTO 19 92 Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 4.1.12 EÓLICA A energia eólica é uma fonte renovável de geração de energia elétrica que tem sido utilizada com sucesso em vários países. No Brasil, em particular, tal fonte tem obtido resultados bastante favoráveis nos leilões de energia. O aproveitamento da força dos ventos é um dos setores de tecnologia de ponta que apresenta os maiores índices de crescimento relativo, devido ao aumento dos preços dos combustíveis fósseis e não renováveis, além da crescente preocupação com as questões ambientais. O aproveitamento da energia dos ventos apresenta, como toda tecnologia energética, algumas características ambientais desfavoráveis como, por exemplo, impacto visual, ruído, interferência eletromagnética, ofuscamento e danos à fauna. Por outro lado, ela contribui para o desenvolvimento sustentável pelo fato de dispensar o uso da água como elemento motriz, ou mesmo como fluido de refrigeração, e, também, de não produzir resíduos radioativos ou gasosos. Além disso, 99% de uma área usada em um parque eólico podem ser utilizados para outros fins, como a pecuária e atividades agrícolas. Dentre os impactos considerados para o cálculo do VS, a energia eólica apresenta aspectos negativos somente na Fauna, na Paisagem e Ruídos. a) Fauna: O impacto na fauna é relativo à colisão de pássaros, morcegos e insetos nas pás e distúrbios nas rotas migratórias dos mesmos, causando morte ou ferimento; alterando o habitat de migração; reduzindo o habitat disponível; e comprometendo a reprodução e o crescimento. As características dos aerogeradores, as condições climáticas, além da geografia da região onde são instalados definem no nível de impacto sobre a fauna. Adicionalmente, o comportamento das espécies da região é também determinante na ocorrência de colisões com as pás. No caso específico dos morcegos, outros fatores relacionados com a operação das eólicas (por exemplo, o som emitido pela rotação dos aerogeradores) também podem ser apontados como responsáveis. 93 O índice de mortalidade, entretanto, é baixo quando comparado a outros fatores de risco tais como prédios, linhas de alta tensão, carros e torres de comunicação, conforme destacado por Sovernigo (2009). De qualquer forma, várias medidas têm sido tomadas no sentido de reduzir o número de acidentes, tais como o aumento do tamanho das pás para diminuir a velocidade de rotação; a modificação das cores das pás para dar um efeito ótico positivo para as aves; e a proibição da construção de usinas em rotas de passares e morcegos e próximo a florestas. No que diz respeito às eólicas no mar (offshore) o efeito é, na verdade, positivo, pois a instalação das torres cria um ambiente adequado para proliferação de mexilhões que são fontes de alimentos para diferentes espécies de peixe. Este fato também traz um impacto positivo na atividade pesqueira. b) Alteração da Paisagem As usinas eólicas, conforme já mencionado, tem vários aspectos ambientais desejáveis, mas na medida em que sua expansão se torna representativa, começa a incomodar comunidades vizinhas, que passam a rejeitá-las. Esta é uma característica de determinadas tecnologias conhecida como not in backyard. De fato, o impacto visual de uma estrutura que pode chegar a mais de 120 metros de altura e 100 metros de diâmetro pode modificar bastante o perfil de uma região. Além de interferir na mobilidade dos habitantes e mesmo dos possíveis turistas do local. De qualquer forma, a dimensão do impacto visual é algo bastante subjetivo. Assim sendo é necessário o desenvolvimento de metodologias para uma melhor quantificação. De acordo com a EPE (2007), a mensuração do impacto deve levar em conta um conjunto de especificidades locais, principalmente as referentes à dimensão física das turbinas, além do seu número e geometria, do layout do parque eólico e da sua visibilidade, das características da paisagem, da população e dos visitantes locais. Dessa maneira, conforme destacado em EPE (2007), “um parque eólico apresentará um impacto visual negativo se ocorrer uma situação incorreta de 94 escala entre observadores e equipamento que, no limite, provocará um efeito de superposição visual de um elemento sobre outro, gerando uma situação de desconforto, ou se a o campo visual de determinado elemento ficar negativamente alterado por excesso de obstrução visual, impedindo a leitura do perfil original longitudinal do terreno”. c) Ruído Ao contrário do impacto na paisagem, a percepção dos ruídos provocados pelas usinas eólicas é algo bem menos subjetivo. Na verdade, a subjetividade está no nível de incômodo que atinge diferentemente cada indivíduo. Por outro lado, o ruído pode interfere em diferentes atividades, tal como uma simples conversação, o que permite que o impacto seja quantificado. O nível de ruído permitido pelo CONAMA12 (Conselho Nacional de Meio Ambiente) não passa de 60 dBA. Enquanto que alguns geradores podem emitir ruídos superiores a 100 dBA. É claro que este impacto tem que ser avaliado dentro de um contexto maior, como a distância da fonte da fonte de ruído, a velocidade do vento, temperatura, umidade, precipitação e a presença de barreiras ou edifícios. De qualquer forma, as usinas mais modernas já estão sendo projetadas para emitir um nível muito menor de ruídos, que podem ser menores do que 50 dBA em algumas tecnologias. 12 Resolução 1/1990 95 Matriz de Impacto Eólica Extração do e ne rgé tico FO NTE ENERGÉTICA Armaz e name nto/distrib uição da e ne rgia e /ou Uso final do e ne rgé tico e ne rgé tico Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade AÇÃO GERADO RA Hidrologia - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Clima - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Assoreamento - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 - - 0 - - 0 IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 - - 0 - - 0 IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Erosão Eólica Conve rsão / Ge ração de e ne rgia Reversibilidade IMPACTO Be ne ficiame nto do e ne rgé tico Impacto FASES DA CADEIA ENERGÉTICA - Erosão do local onde são construídas as instalações da usina Sismologia Flora/fauna - Impactos em rotas migratórias de pássaros e morcegos Emissões Atmosféricas Alterações da paisagem - Alteração na paisagem pelos aerogeradores - - 0 - - 0 REV MED 2 - - 0 - - 0 3 Emissão de Ruído - Emissão de ruídos na operação das usinas eólicas - - 0 - - 0 REV MED 2 - - 0 - - 0 3 Renovabilidade do recurso 0 ÍNDICE DE IMPACTO 96 Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) 8 Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 4.1.13 GEOTÉRMICA A energia geotérmica tem origem na fonte térmica presente na crosta terrestre, onde se encontra o magma. A energia térmica na terra é distribuída entre as rochas e o fluido. Este está contido nas suas fraturas e poros das rochas, cuja temperatura pode ser superior a 230°C (MIT, 2006), sendo adequado, portanto, para a geração de energia elétrica. Os vulcões e as fontes termais são exemplos de manifestações desta fonte de energia. O aproveitamento é feito a partir da extração energia térmica do reservatório por meio de transferência de calor por convecção em regiões porosas e/ou fraturas de rocha e condução através da própria rocha. O processo de extração de calor deve ser projetado de acordo com as restrições impostas pelas condições hidrológicas e geológicas da região. Tipicamente, a água quente ou vapor é produzido são convertidos em eletricidade, em um processo parecido com o de uma usina termelétrica convencional, em que o vapor faz girar da turbina que aciona um gerador. Muitos aspectos da extração de calor geotérmica são semelhantes aos encontrados no processo de exploração do gás, petróleo e carvão. Devido a estas semelhanças, equipamentos e técnicas foram adaptados para utilização no desenvolvimento de energia geotérmica, um fato que, em certa medida, acelerou o processo de aproveitamento de tal fonte de energia. O impacto ambiental da energia geotérmica também é bastante reduzido e está relacionado com poluição atmosférica, poluição da água e ruídos (MIT, 2006), conforme será mostrado brevemente a seguir: a) Hidrologia Os fluidos de perfuração e a atividade exploratória da energia geotérmica podem conter uma variedade de sais minerais dissolvidos, principalmente por conta das altas temperaturas reservatórios, que aumenta a quantidade de sólidos dissolvidos. Alguns destes minerais (por exemplo, o boro e arsênico) podem envenenar as águas superficiais e subterrâneas e também prejudicar a vegetação local. 97 b) Emissões atmosféricas Os fluxos geotérmicos que contém gases não condensáveis são liberados na atmosfera, junto com o vapor de água. Nas instalações hidrotermais, os gases mais comuns são o CO2 e o H2S, embora espécies como o metano, hidrogênio, amoníaco sejam frequentemente encontrados em concentrações baixas. O odor desses gases é desagradável e podem ser corrosivos, além de terem propriedades nocivas à saúde humana. c) Ruídos O ruído de operações geotérmicas é típico de muitas atividades industriais. Os níveis mais altos são geralmente produzidos durante a perfuração, a estimulação, e as fases de teste, quando os níveis de ruído que variam de cerca de 80 a 115 dBA no entorno da planta. Durante as operações normais de uma usina de energia geotérmica, os níveis de ruído podem variar entre 71 e 83 dBA, a uma distância de 900 m. Neste caso, existem três principais fontes de ruídos: o transformador, a casa de força, e a torre de resfriamento. 98 Matriz de Impacto Geotérmica Extração do energético Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Uso final do energético Severidade AÇÃO GERADORA Armazenamento/distribuição da energia e/ou energético Magnitude IMPACTO Conversão / Geração de energia Reversibilidade Geotérmica FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Impacto FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Hidrologia - possibilidade de contaminação do lençol freático; utilização de água para resfriamento de equipamentos de geração elétrica IRR MED 2 - - 0 REV MED 2 - - 0 - - 0 5 Clima - liberação de gases de efeito estufa na atmosfera IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 Assoreamento - assoreamento na perfuração dos poços IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 Erosão - erosão da área onde acontece a exploração da fonte IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 1 Sismologia - impactos na perfuração dos poços IRR MED 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 3 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Emissões Atmosféricas - Emissão de CO2 e o H2S IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 2 Alterações da paisagem - Instalações das usinas IRR PEQ 1 - - 0 IRR PEQ 1 - - 0 - - 0 2 REV PEQ 1 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Flora/fauna Emissão de Ruído - Emissão de ruídos na atividade de exploração e na geração de energia elétrica Renovabilidade do recurso ÍNDICE DE IMPACTO Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 99 17 4.1.14 ENERGIA DO MAR A geração de energia elétrica a partir do mar por ser feita das seguintes maneiras: pelo aproveitamento das marés e das correntes oceânicas, pela energia das ondas, da energia térmica e de gradientes de salinidade. Apesar do grande potencial, tais tecnologias ainda têm pouca aplicação por não terem atingido um estágio de maturidade no seu desenvolvimento. As tecnologias de energia do mar mais avançadas são a das correntes oceânicas e das marés. As primeiras são geradas pela interação gravitacional entre a terra, a lua e o sol, por diferenças de temperaturas ou por diferenças de salinidade das águas, oferecendo possibilidades de geração de energia elétrica a partir da energia cinética do deslocamento das águas ou da energia potencial derivada da diferença do nível do mar entre as marés altas e baixas. A energia maré-motriz, por sua vez, se faz pela acumulação das águas na maré alta e devolução ao mar durante a maré vazante, aproveitando o volume acumulado e a altura das águas na barragem para produzir energia elétrica, a semelhança das usinas hidráulicas convencionais. De acordo com Cruz & Sarmento (2004), os impactos ambientais destas tecnologias são bem reduzidos e sendo os principais relacionados com a interferência na fauna e flora marinha, impactos visuais e ruídos. a) Alteração da Paisagem A exemplo do que acontece com a energia eólica, a magnitude do impacto visual é subjetiva e depende muito da tecnologia adotada. Em alguns casos, como o das plantas que ficam afastadas da costa, pode ser praticamente nulo. No caso das plantas submersas, o impacto visual é zero. As usinas próximas da costa, por motivos óbvios, têm maior tendência a apresentar impactos visuais. Entretanto, este pode ser atenuado se forem integrados a estruturas existentes, como portos ou quebra-mares. É importante também que as plantas não interfiram em áreas de lazer ligadas às praias. b) - Flora e fauna 100 A geração a partir da energia do mar pode provocar alterações nas correntes marítimas, no regime de marés e nos padrões de mistura de espécies microscópicas, que constituem a base da cadeia alimentar de inúmeras espécies do meio marinho. Deve-se levar em conta também a utilização de tintas anti-corrosão e o tipo de proteção empregada para prevenir as encrustações de organismos marinhos, que podem ser tóxicos e, portanto, prejudiciais para as espécies marinhas. c) Ruídos Os ruídos provocados pela geração de energia do mar também pode ser negligenciável. Muitas das vezes os ruídos se confundem com o som natural das ondas, por isso, podem passar despercebidos. Nas plantas afastadas da costa, o impacto para o homem é nulo, mas pode interferir em sistemas de navegação e em algumas espécies marinhas. Este caso, entretanto, ainda merece estudos mais aprofundados para se analisar o real impacto. 101 Matriz de Impacto Energia do Mar Extração do energético Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Uso final do energético Severidade AÇÃO GERADORA Armazenamento/distribuição da energia e/ou energético Magnitude IMPACTO Conversão / Geração de energia Reversibilidade Energia do Mar FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Impacto FASES DA CADEIA ENERGÉTICA Hidrologia - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Clima - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Assoreamento - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Erosão - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Sismologia - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Flora/fauna - Alteração de habitat de peixes. Em alguns casos o impacto pode ser positivo Emissões Atmosféricas Alterações da paisagem - Impacto desprezível em empreendimentos afastados da costa - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 2 Emissão de Ruído - Impacto desprezível em empreendimentos afastados da costa - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 2 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Renovabilidade do recurso ÍNDICE DE IMPACTO Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 102 6 4.1.15 FONTES RESIDUAIS NÃO RENOVÁVEIS Nos processos produtivos que utilizam fontes fósseis, tais como refino de petróleo e coqueificação de carvão mineral metalúrgico, há subprodutos (resíduos) que se descartados na natureza podem causar impactos ambientais significativos. Estes resíduos, entretanto, tem poder calorífico significativo e podem ser reaproveitados como vetores energéticos. Os mais utilizados são o gás de refinaria e o gás de coqueria. Ambos têm poder calorífico (e composição química, de um modo geral) similar ao gás natural e são comumente utilizados para geração de energia elétrica para autoconsumo das empresas, ou mesmo para comercialização de energia. Os impactos ambientais são similares ao do gás natural, entretanto, por serem resíduos, não pode ser consideradas as fases de exploração e de beneficiamento. Ademais, a liberação destes gases na atmosfera pode contribuir bastantes para o aquecimento global, dado que o metano é importante gás de efeito estufa. Portanto, quando este é queimado evita-se o aumento da concentração de gases de efeito estufa. 103 Matriz de Impacto Fontes Residuais não Renováveis FAS ES DA CADEIA ENERGÉTICA Não Renováis Residual Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Reversibilidade Magnitude Severidade Clima Magnitude - consumo de água processamento, transporte, resfriamento de equipamentos. Reversibilidade AÇÃO GERADORA Severidade Hidrologia Uso final do energético Magnitude IMPACTO Armazenamento/dist Conversão / Geração ribuição da energia de energia e/ou energético Reversibilidade FONTE ENERGÉTICA Beneficiamento do energético Impacto Extração do energético - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Assoreamento - impacto indireto de ações contrutivas. - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 Erosão - impacto de ações construtivas - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 - - 0 0 Sismologia Flora/fauna - impactos na operação (emissões/ruídos) - - 0 - - 0 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 - - 0 3 Emissões Atmosféricas - emissões aéreas de óxidos de nitrogênio (NOX) - - 0 - - 0 IRR M ED 2 IRR PEQ 1 IRR M ED 2 7 Alterações da paisagem - instalações de usinas termelétrica - - 0 - - 0 IRR PEQ 1 IRR PEQ 1 - - 0 3 Emissão de Ruído - construção e operação das usinas termelétricas - - 0 - - 0 REV PEQ 1 - - 0 - - 0 1 Renovabilidade do recurso 10 ÍNDICE DE IMPACTO 104 Legenda: Reversibilidade: REV (Reversível), IRR (Irreversível) Magnitude: PEQ (Pequena), MED (Média), GRA (Grande) 27 4.2 Matriz de Impacto por Fonte Energética A matriz de impacto abaixo é a compilação do índice de impacto por fonte energética. Clima Assoreamento Erosão Sismologia Flora/fauna Emissões Atmosféricas Alterações da paisagem Emissão de Ruído Renovabilidade do recurso Gás Natural 5 7 5 5 9 5 7 7 7 10 67 Petróleo e Derivados 7 9 5 5 9 9 8 7 7 10 76 Carvão Mineral 8 10 9 9 9 9 10 9 7 10 90 Hidrelétrica 10 1 10 9 5 8 1 10 1 0 55 Eólica 0 0 0 1 0 1 0 3 3 0 8 Lenha 5 5 2 2 0 5 5 5 1 0 30 Biomassa residual 2 1 5 5 0 2 5 0 0 0 20 Energia no Mar 0 0 0 0 0 2 0 2 2 0 6 Geotérmica 5 1 1 1 3 0 2 2 2 0 17 Nuclear 8 1 9 9 9 1 2 7 7 10 63 Solar 5 1 1 1 0 5 0 5 1 0 19 Não Renováveis Residual 1 0 1 1 0 3 7 3 1 10 27 Biodiesel 4 5 1 1 0 6 7 4 4 0 32 Etanol 4 5 1 1 0 6 7 4 4 0 32 Biogás 1 0 0 0 0 3 7 4 1 0 16 Fonte energética (Classificação de 0 a 10) 105 Índice do Impacto Hidrologia IMPACTO 5. Referências Bibliográficas BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Plano Nacional de Energia 2030 / Ministério de Minas e Energia ; colaboração Empresa de Pesquisa Energética . _ Brasília : MME : EPE, 2007. 12 v. : il. Campos, C. M. M. et al. Avaliação do potencial de produção de biogás e da eficiência de tratamento do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) alimentado com dejetos de suínos. Ciênc. Agrotec., Lavras, 2005. CARNEY, B.; FEELEY, T.; MCNEMAR, A. Water-Energy Nexus - Breakout session of the International conference on Water Scarcity, Global Changes, and Groundwater Management Responses. NELT, 2008. CERPCH - CENTRO de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas, s/d . Fontes renováveis, biomassa. Disponível em: <http://www.cerpch.unifei.edu.br/biomassa.php>. Acesso em: 05 novembro de 2012. Custo da eletricidade gerada em conjunto motor gerador utilizando biogás da suinocultura. Acta Scientiarum, 2004. DESIDERI, U.; ZEPPARELLI, F.; MORETTINI, V.; GARRONI, E. Comparative analysis of concentrating solar power and photovoltaic technologies: Technical and environmental evaluations. Applied Energy, n. 0, 2012. DOE. Concentrating Solar Power Commercial Application Study: Reducing Water Consumption of Concentrating Solar Power Electricity Generation. . Washington D.C - Estados Unidos: U.S Department of Energy. Disponível em: <http://www.nrel.gov/csp/pdfs/csp_water_study.pdf>. Acesso em: 1 nov. 2012. , 2009 106 DONES, R.; HECK, T.; EMMENEGGER, M. F.; JUNGBLUTH, N. Life Cycle Inventories for the Nuclear and Natural Gas Energy Systems, and Examples of Uncertainty Analysis (14 pp). The International Journal of Life Cycle Assessment, v. 10, n. 1, p. 10-23, 1 jan 2005. ENCALADA, M. A. R. Potencial impacto ambiental de las industrias en el Ecuador: exploración preliminar y soluciones. Quito: Fundación Natura, 1991. ENGELHARDT, F. R. Limitations and innovations in the control of environmental impacts from petroleum industry activities in the Arctic. Marine Pollution Bulletin, v. 29, n. 6-12, p. 334-341, 1994. EPE. Plano Nacional de Energia 2030 - Geração Termelétrica - Carvao Mineral. . Brasilia: [s.n.]. , 2007ª EPE. Plano Nacional de Energia 2030 - Geração Termelétrica - Petróleo e Derivados. . Brasilia: [s.n.]. , 2007c EPE. Plano Nacional de Energia 2030 - Geração Termonuclear. . Brasilia: [s.n.]. , 2007b EPRI. Water & Sustainability: U.S. Water Consumption for Power ProductionThe Next Half Century. . Estados Unidos: Electric Power Research Institute, Inc. , 2002 FAO. Queima de Biomassa: Indicadores Pressão Situação Resposta, s/d. Disponível em: < http://www.fao.org/ag/againfo/programmes/pt/lead/toolbox/Indust/BioBurEA.htm >. Acesso em: 01 novembro 2012. 107 FEELEY III, T. J.; SKONE, T. J.; STIEGEL JR., G. J. et al. Water: A critical resource in the thermoelectric power industry. Energy, v. 33, n. 1, p. 1-11, jan 2008. FEELEY, T.; GREEN, L.; MURPHY, J. et al. Addressing the critical link between fossil energy and water. 2005. FRAITURE, C. et.al. Biofuels and implications for agricultural water use: blue impacts of green energy Water Policy 10 Supplement 1 (2008) 67-81, doi: 10.2166/wp.2008.054. FTHENAKIS, V.; KIM, H. C. Life-cycle uses of water in U.S. electricity generation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 14, n. 7, p. 20392048, set 2010. GASNET. Disponível em > (http://www.gasnet.com.br/conteudos.asp?cod=6982&tipo=Artigos&categoria=1 1). Acessado em 23 de outubro de 2012. GERDES, K.; NICHOLS, C. Water Requirements for Existing amd Emerging Thermoelectric Plant Technologies. DOE/NETL-402/080108. 2009. 2009. International Energy Agency – IEA. 2012. Key World Energy Statistics 2012. Disponível em: http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/name,31287,en.html. Acesso 01 dez 2012, pp 80, Paris – França INFANTI JR., N., FORNASARI FILHO, N. (1998) Processos de Dinâmica Superficial. In: Geologia de Engenharia. Santos, A, M dos, Oliveira, S. N A. de B. São Paulo: Associação Brasileira de Geologia de Engenharia. 108 IPCC. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2001. KOOPMANS, A. and KOPPEJAN, J. (1997). Agricultural and Forest Residues Generation, Utilization and Availability. In: Regional Consultation on Modern Applications of Biomass Energy. Malaysia Kuala Lumpur, January 1997. pp. 610. Lamonica, H. M. Potencial de geração de excedetes de energia elétrica com o biogás produzido a partir da biodigestão da vinhaça na indústria sucroalcooleira brasileira. Agrener GD, 2006. LEOPOLD, L.B.; CLARKE, F.S.; HANSHAW, B. et al. A procedure for evaluating environmental impact. Washington: U. S. Geological Survey, 1971. 13p. (circular 645). Libânio, P. A. C., Chernicharo, C. A. L., Nascimento, N. O. A dimensão da qualidade de água: avaliação da relação entre indicadores sociais, de disponibilidade hídrica, de saneamento e de saúde pública. Eng. Sanit. Ambient.,2005. MAKESCHIN, F. Effects of energy forestry on soils. Biomass and Bioenergy MARIANO, J. B. Impactos Ambientais do Refino do Petróleo. Rio de Janeiro, Brasil: Programa de Pós-Graduação em Planejamento Energético, COPPE, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2001. METZGER, Jean Paul. Estrutura da Paisagem e Fragmentação: Analise Bibliográfica. In: Anais Acadêmico Brasileiro de Ciências, 1999, 71 (3-1), pag 445 -463. 109 MIELKE, Erik, et al. "Water Consumption of Energy Resource Extraction, Processing, and Conversion, A review of the literature for estimates of water intensity of energy-resource extraction, processing to fuels, and conversion to electricity," Energy Technology Innovation Policy Discussion Paper No. 201015, Belfer Center for Science and International Affairs, Harvard Kennedy School, Harvard University, 2010. Murphy, J. D., McKeogh E., Kiely, G. Technical/economic/environmental analysis of biogas utilization. AppliedEnergy, 2004. NOGUEIRA, L.A.H. and LORA, E.E.S (2003). Dendroenergy: Fundamentals and Aplications. Ed. Interciência. Rio de Janeiro. 199 p. (in Portuguese). ODEH, N. A.; COCKERILL, T. T. Life cycle analysis of UK coal fired power plants. Energy Conversion and Management, v. 49, n. 2, p. 212-220, fev 2008. OLIVEIRA, L.B., MAHLER, C.F. and ALVES, I.R.F.S. Potential energy from Brazilian organic waste. Fourth international symposium of energy from biomass and waste. Venice 2012. PARIZZOTO, Rafael. Identificação e Classificação dos Aspectos e Impactos Ambientais em uma Empresa Metal Mecânica. Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Ambiental, Universidade de Passo Fundo, Rio Grande do Sul, 2011. Pompermayer, R. S., Paula Jr. D. R., Estimativa do potencial brasileiro de produção de biogás através da biodigestão da vinhaça e comparação com outros energéticos. Enc. Energ. Meio Rural, 2000. Rosenwinkel, K. H., Austermann-Haun, U., Meyer, H. Industrial Wastewater Sources and Treatment Strtegies - Hannover, Alemanha, 2002. 110 SANTOS, M. A. 2000. Inventário de emissões de gases de efeito estufa derivadas de hidrelétricas. Tese de doutorado. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 148p. Souza, S. N. M., Pereira, W. C., Nogueira, C. E. C., Pavan, A. A., Sordi, A. Tchobanoglous, G., Burton, F. L., Stensel, H. D. Wastewater engineering: treatment and reuse. Nova Iorque, 2002. THERMAL POWERTEC LTD. Steam Condenser & Cooling Systems. . [S.l: s.n.]. Disponível em: <http://www.tpowertec.com/coolingsystems.htm>. Acesso em: 10 dez. 2011. , 2011 TSOUTSOS, T.; FRANTZESKAKI, N.; GEKAS, V. Environmental impacts from the solar energy technologies. Energy Policy, v. 33, n. 3, p. 289-296, fev 2005. TURNEY, D.; FTHENAKIS, V. Environmental impacts from the installation and operation of large-scale solar power plants. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 15, n. 6, p. 3261-3270, ago 2011. U.S. DEPARTMENT OF ENERGY. Energy Demands on Water Resources Report to Congress on The Interdependency of Energy and Water, 2006. UHLIG, A. et.al. O USO DE CARVÃO VEGETAL NA INDÚSTRIA SIDERÚRGICA BRASILEIRA E O IMPACTO SOBRE AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS. Revista Brasileira de Energia, Vol. 14, No. 2, 2º Sem. 2008, pp. 67-85. VIALTA, G. J. Carvão, s/d. Disponível em: <ftp://ftp.fem.unicamp.br/pub/IM338/carvao.pdf>. Acesso em: 01 novembro 2012. 111 VITAL, M.H.F. ImpactoAmbiental de Florestas de Eucalipto. Revista do BNDES, Rio de Janeiro, V. 14, N. 28, P. 235-276, dez. 2007. Disponível em: < http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Arq uivos/conhecimento/revista/rev2808.pdf>. Acesso em: 05 novembro de 2012. Volume 6, Issues 1-2, 1994, Pages 63-79. http://dx.doi.org/10.1016/09619534(94)90086-8 WEISSER, Daniel. A guide to life-cycle greenhouse gas (GHG) emissions from electric supply Technologies, Energy 32 (2007) 1543-1559. WORLD COAL ASSOCIATION. Coal - Energy for Sustainable Development. . United Kingdom: [s.n.]. Disponível em: <www.worldcoal.org>. Acesso em: 15 nov. 2012. , 2012 WORLD NUCLEAR ASSOCIATION. The Nuclear Fuel Cycle. Disponível em: <http://www.world-nuclear.org/info/inf03.html>. Acesso em: 16 nov. 2012. Zanette, A.L. Potencial de aproveitamento energetic do biogás no Brasil. Dissertação [de mestrado]. 105 p. Programa de Planejamento Energético. COPPE/UFRJ. 2009. ZHAI, H.; RUBIN, E.; VERSTEEG, P. Water Use at Pulverized Coal Power Plants with Postcombustion Carbon Capture and Storage. Environmental Sciencie and Technology, p. 2479 - 2485, 2011. ZHAI, H.; RUBINA, E. S. Carbon capture effects on water use at pulverized coal power plants. Energy Procedia, v. 4, p. 2238-2244, 2011. 112 ANEXO I - Fundamentos da Energia - 113 1. Introdução A energia é fundamental para a vida moderna, não somente, por proporcionar facilidades, como luz elétrica e conforto térmico, mas também por assegurar o desenvolvimento econômico de um país. Obviamente, todas essas vantagens são acompanhadas custos monetários e ambientais. Para atender à demanda da população são necessários grandes investimentos em hidrelétricas, em plataformas de petróleo, em exploração de carvão mineral, enfim, em grandes empreendimentos que normalmente causam significativos impactos na natureza. Assim, é necessário um planejamento, que ao mesmo tempo em que assegure a expansão da oferta com o menor impacto ambiental, formule medidas pelo lado da demanda que garantam que o consumo de energia seja feito da maneira mais eficiente possível. Até os anos 1960, porém, o mundo vivia um período de energia barata e, por consequência, o planejamento energético era feito olhando-se somente para o lado da oferta. Ou seja, a resposta para um crescimento na demanda era uma expansão da oferta. Não havia também preocupações com impactos ambientais. Assim sendo, esta não era também uma variável levada em consideração na tomada de decisão da construção de novos empreendimentos energéticos. Com os choques do petróleo e os crescentes questionamentos sobre a degradação ambiental que o desenvolvimento econômico provocava, houve a necessidade de dar um novo enfoque ao planejamento energético, onde seriam contempladas as questões de eficiência energética (gerenciamento pelo lado demanda), as questões de comportamento humano e as ambientais. Dessa maneira, construiu-se um arcabouço teórico para descrever de maneira formal os fundamentos da energia. Tais fundamentos são descritos a seguir. 2. Fundamentos do Sistema Energético O sistema energético é um conjunto de atividades que podem ser divididas em três níveis: produção e conversão de fontes em vetores energéticos; armazenamento e distribuição dos vetores; e 114 consumo final. Tais níveis e a interação entre eles vão formar as cadeias energéticas que representam todas as atividades integrantes de uma fonte de energia, bem como suas ligações com outras cadeias. O Quadro 1 abaixo mostra alguns exemplos de cadeias energéticas. Na cadeia do petróleo, a fonte é extraída no poço, é processada na refinaria dando origem aos vetores energéticos gasolina, Diesel, GLP etc. Estes são armazenados ou distribuídos para o consumidor final, no caso, os automóveis. Ocorre que os referidos vetores energéticos podem ter outros usos finais, que não no setor de transportes. E outros vetores, como metano e eletricidade, também concorrem como fontes de energia para automóveis. Daí a interação entre as cadeias, que torna o setor energético bastante complexo. Quadro 1 – Cadeias Energéticas Fontes Extração, tratamento Conversão, tecnologia Vetores Petróleo Carvão Gás Natural poço de petróleo mina de carvão jazida refinaria usina de energia beneficiamento célula fotovotaica gasolina, Diesel etc eletricidade metano eletricidade rede de gás rede elétrica/uso local fogão a gás lâmpada sistemas Distribuição e distribuição armazenamento derivados Consumo final automóvel de de rede elétrica ar condicionado Solar A fonte de energia também pode ser classificada de acordo com a forma com que ela é encontrada na natureza. Assim, a fonte é dita primária quando esta se origina de processos naturais. Ela será secundária se já tiver passado por algum processo de transformação. Há ainda a distinção entre fontes renováveis e não renováveis. Enquanto estas apresentam estoque finito, que acabará num determinado tempo; aquelas são resultantes de um fluxo contínuo, estoque reposto. Dependendo da forma de utilização das fontes renováveis, o estoque pode ser considerado 115 infinito. Quando uma floresta é derrubada para servir de fontes de energia, o seu aproveitamento não pode considerado como um fluxo contínuo. Este uso não será considerado sustentável e a fonte não pode ser classificada como renovável. Em linhas gerais, pode-se dizer que o setor energético é o segmento da economia que se ocupa dos processos de conversão de fontes primárias em secundárias. Há ainda outra distinção importante a se fazer quando se estuda o setor energético: a energia final e a energia útil. A primeira, que pode ser primária ou secundária, é a que está disponível para o consumidor, descontando as perdas de armazenamento e distribuição. Já a energia útil é aquela realmente aproveitada pelo consumidor. A quantidade de energia útil aproveitada de uma dada quantidade de energia final depende da eficiência da tecnologia do uso final. Por exemplo, uma lâmpada elétrica acesa consome eletricidade que é gasta também para iluminação, quanto no aquecimento da mesma. Esta última é considerada uma perda. A energia útil será aquela efetivamente utilizada para iluminação. A relação entre a energia útil e o total de eletricidade utilizada no processo corresponde à eficiência do equipamento. Por fim, cabe também mencionar a questão da contabilidade energética. Trata-se de um sistema que descreve o fluxo de energia através de uma economia durante dado período, normalmente, um ano. No Brasil, este sistema é denominado Balanço Energético Nacional (BEN). O BEN é principal base de dados energética no país e é publicado anualmente pela Empresa de Pesquisa Energética – EPE (ver www.ben.epe.gov.br). Como é um balanço, o seu formato segue a seguinte identidade: P + I – X = L + CF + CnE + DS onde, P é a produção de energia por fonte; I é a importação de energia por fonte; X é a exportação de energia por fonte; 116 L são as perdas no processo de transformação; CF é o consumo final de energia por fonte; CnE é consumo não energético; e DS é a variação de estoque. O somatório da produção, importação e variação de estoques, descontado as exportações constitui a oferta interna de energia, muito comumente referida como matriz energética. Como cada fonte de energia é comercializada em diferentes formas, tais como, volume, quantidade, peso, ou mesmo em energia, é necessário utilizar algumas unidades de conversão. Estas são adotadas de acordo com o conteúdo térmico ou poder calorífico do combustível e é medida por meio de um calorímetro, que pode determinar o poder calorífico superior (PCS) quando se inclui a quantidade de calor liberada pela condensação do vapor d’água formado durante a combustão; ou o poder calorífico inferior (PCI), quando este componente é excluído do poder calorífico. O quadro a seguir mostra um exemplo de Balanço Energético Nacional consolidado para 2001. 117 118 ANEXO II - Novos fatores e valores de referência - 119 Tabela 1: Valor de Referência para o cálculo do Valor de Quantidade (VQs) Aspecto Ambiental da Energia Aspecto Ambiental Valor de Referência Unidade Fonte Energia 272380090,249827 tep/ano MME / Balanço Energético Nacional 2012 do Brasil Nota: Os valores devem ser de uma fonte oficial de cada país, como o Ministério de Energia e Minas, e atualizados anualmente, no possível. Tabela 2: Dados para o cálculo dos Valores de Severidade (VSs) a) Impacto por Fonte Energética Hidrologia Clima Assoreamento Erosão Sismologia Flora/fauna Emissões Atmosféricas Alterações da paisagem Emisor de Ruído Renovabilidade do recurso Índice do impacto IMPACTO Gás Natural 5 7 5 5 9 5 7 7 7 10 67 Petróleo e Derivados 7 9 5 5 9 9 8 7 7 10 76 Carvão Mineral 8 10 9 9 9 9 10 9 7 10 90 Hidrelétrica 10 1 10 9 5 8 1 10 1 0 55 Eólica 0 0 0 1 0 1 0 3 3 0 8 Lenha 5 5 2 2 0 5 5 5 1 0 30 Biomassa residual 2 1 5 5 0 2 5 0 0 0 20 Energia no Mar 0 0 0 0 0 2 0 2 2 0 6 Geotérmica 5 1 1 1 3 0 2 2 2 0 17 Nuclear 8 1 9 9 9 1 2 7 7 10 63 Solar Não Renováveis Residual 5 1 1 1 0 5 0 5 1 0 19 1 0 1 1 0 3 7 3 1 10 27 Biodiesel 4 5 1 1 0 6 7 4 4 0 32 Etanol 4 5 1 1 0 6 7 4 4 0 32 Biogás 1 0 0 0 0 3 7 4 1 0 16 Fonte energética (Classificação de 0 a 10) 120 Nota: O impacto potencial máximo considerado para o cálculo do VSe é 90, referente ao carvão mineral. Tabela 3: Fatores de Conversão de Unidades: a) Intervenção por fonte no uso da energia elétrica. 1) SIN (Sistema Interligado Nacional): Dado informado pela organização (tep/ano) Contribuição de cada fonte no SIN (%) 2,30% 4,72% 1,22% 2,94% 0,29% Fonte Petróleo Gás Natural Carvão Mineral Nuclear Lenha Biomassa residual Hidrelétrica Biodiesel Etanol Biogás Solar Eólica Geotérmica Energia no Mar Não Renováveis Residual Soma Dado informado pela organização (tep/ano) 2) Auto produtor: tep/ano Fonte Contribuição de cada fonte (%) 3) Contrato bilateral: tep/ano Petróleo Gás Natural Carvão Mineral Nuclear Lenha Biomassa residual Hidrelétrica Biodiesel Etanol Biogás Solar Eólica Geotérmica Energia no Mar Não Renováveis Residual 6,70% 80,55% 0,00% 0,00% 0,00% 0,01% 0,51% 0,00% 0,00% 0,76% Soma 100,00% - Fonte Dado informado pela organização (tep/ano) Contribuição de cada fonte (%) Petróleo Gás Natural Carvão Mineral Nuclear Lenha Biomassa residual Hidrelétrica Biodiesel Etanol Biogás Solar Eólica Geotérmica Energia no Mar Não Renováveis Residual Soma 100,00% - 100,00% - Nota: No ponto 1, foi considerado como exemplo o Sistema Interligado Nacional do Brasil 2011 (EPE, 2012). Esses valores devem ser de uma fonte oficial de cada país, como o Ministério de Energia e Minas, e atualizados anualmente, no possível. b) Fatores de conversão de energia Para: TJ Gcal tep/ano Mtep Mbtu De: Multiplicar por TJ Gcal Mtep 1 238,8 0,00002388 947,8 0,0041868 1 0,0000001 3,968 41868 10000000 1 39680000 GWh 0,2778 0,001163 11630 121 Mbtu GWh 0,0010551 4 0,252 860 2,52E-08 0,000086 1 0,0002931 3412 1 c) Fatores de conversão de massa Para: De: Kg t lt st lb Kg T Multiplicar por 1 0,001 1000 1 1016 1,016 907,2000000 0,9072 0 0,000454 lt st 0,000984 0,984 1 0,893 0,000446 0,001102 1,1023 1,12 1 0,0005 lb 2,2046 2204,6 2240 2000 1 d) Fatores de conversão de volume Para: US gal De: Multiplicar por US gal UK gal bbl 3 ft l 3 m 1 1,201 42 7,4800000 0 264,2 UK gal 0,8327 1 34,97 6,229 0,22 220 bbl 0,02381 0,02859 1 0,1781 0,0063 6,289 3 ft 0,1337 0,1605 5,615 1 0,0353 35,3147 3 l m 3,785 4,546 159 28,3 1 1000 0,0038 0,0045 0,159 0,0283 0,001 1 e) Poder calorífico inferior padrão do Petróleo por país (tep/tonelada) Petróleo Arábia Saudita Rússia Estados Unidos Irã China Canadá Emirados Árabes Venezuela México Nigéria tep/t 1,016 1,005 1,033 1,019 1,000 1,022 1,018 1,069 1,117 1,021 Nota: Valores dos países com maior produção de petróleo segundo IEA (2012). Cabe indicar que esses valores devem ser atualizados anualmente, no possível. 122 f) Poder calorífico inferior padrão do Carvão Vapor por país (tep/tonelada) Carvão Vapor tep/t China 0,522 US 0,541 India 0,563 Indonésia 0,573 África do Sul 0,563 Austrália 0,552 Rússia 0,600 Cazaquistão 0,444 Colômbia 0,650 Polônia 0,547 Nota: Valores dos países com maior produção de carvão para vapor, segundo IEA (2012). Cabe indicar que esses valores devem ser atualizados anualmente, no possível. g) Poder calorífico inferior padrão dos derivados do petróleo (tep/tonelada) Produtos do Petróleo OECD Europa OECD Américas OECD Ásia/Oceania Não OECD tep/t Gás de refinaría 1,182 1,149 1,149 1,149 Etano 1,182 1,180 1,180 1,180 GLP 1,099 1,130 1,139 1,130 Gasolina 1,051 1,070 1,065 1,070 Gasolina de aviação 1,051 1,070 1,065 1,070 1,065 1,063 1,025 1,017 1,017 1,032 1,027 1,025 0,927 0,955 0,807 0,955 1,070 1,065 1,046 1,034 0,960 1,075 1,027 1,003 0,931 0,955 0,764 0,955 Gasolia tipo jet fuel 1,027 1,070 Querosene tipo jet fuel 1,027 1,065 Querosene 1,027 1,046 Óleo diesel 1,017 1,017 Óleo combustível 0,955 0,960 Nafta 1,051 1,075 White spirit 1,041 1,027 Lubrificantes 1,003 1,003 Bitumen 0,931 0,955 Parafina 0,955 0,955 Coque de petróleo 0,764 0,764 Petróleo não especificado 0,955 0,955 OECD: Organization for Economic Cooperation and Development Nota: Valores segundo IEA (2012). Cabe indicar que esses valores devem ser atualizados anualmente, no possível. 123