Substituição da eletrotermia por combustão

Eletrotermia define-se como uso da energia elétrica para geração de calor. Os dispositivos mais comumente encontrados são as resistências elétricas que liberam calor por efeito Joule. Outros processos são os arcos elétricos, que podem ser dos seguintes tipos: descoberto, submerso ou radiante, as correntes de indução, as microondas, o laser, o plasma e as bombas termodinâmicas de calor.

A motivação histórica do incentivo ao uso da eletrotermia no Brasil foi decorrente da 2ª crise do petróleo iniciada em 1979, quando a oferta da energia elétrica suplantava a demanda, através do programa EGTD (Energia Garantida por Tempo Determinado). Este programa instituía uma tarifa para a energia elétrica 30% inferior ao equivalente energético do óleo combustível, como incentivo à sua utilização e ao investimento em equipamentos elétricos como fornos, estufas, secadores e caldeiras por parte das indústrias. Embora justificável na época, este programa acabou por gerar uma cultura eletrotérmica, culminando no agravamento da demanda de energia e suas crises consequentes. Agregando ainda, ao longo do tempo, a natural expansão da demanda pelo aumento da população e da atividade econômica, conjugada com a crise hídrica de 2001, culminou na construção e operação de usinas termelétricas que perduram com maior ou menor intensidade até a atualidade, dependendo do regime hidrológico.

As usinas termelétricas no Brasil apresentam uma eficiência média ponderada da ordem de 41%, da qual se devem subtrair ainda as perdas nas redes de transmissão e distribuição. A Fig. 1 mostra que, para atender a um consumo de energia elétrica de 11.398 MWh (1.000 tep – toneladas equivalentes de petróleo), é necessário queimar 2.980 tep para que chegue aos consumidores apenas 33,6% do equivalente energético do combustível utilizado. Ou seja, 66,4% do combustível aplicado nas termelétricas torna-se uma energia perdida. Portanto, cabe a reflexão quanto ao uso direto de combustíveis para a geração de calor em substituição à eletrotermia.

Divulgam-se muito os elevados rendimentos de aquecedores elétricos de água/fluidos térmicos e caldeiras de vapor, com eficiências térmicas da ordem de 95%. Nota-se que equipamentos análogos apresentam eficiências médias de 85% quando queimam combustíveis. Assim, associando-se as eficiências térmicas destes equipamentos com os parâmetros da Fig. 1, se obtêm os valores da Fig. 2, que indicam o elevado consumo de energia primária quando a eletricidade é gerada por termelétricas, em comparação com a queima direta de gases combustíveis para atingir a mesma meta de calor final. E as emissões de carbono e outros poluentes para o meio ambiente são também elevadas com a opção da termoeletricidade, por serem diretamente proporcionais ao consumo de energia primária.

Considerando filosoficamente, a eletricidade é uma energia nobre formada pelo fluxo ordenado de cargas elétricas que, portanto, deve ser direcionada a aplicações sofisticadas como processamento de dados, iluminação e telefonia. Já o calor oriundo da queima de combustíveis pode ser considerado uma forma de energia bem menos refinada, adequada a aplicações mais brutas como processos térmicos e realização de trabalho mecânico.

Pode-se concluir, então, que gerar energia elétrica a partir da queima de derivados de petróleo, com baixa eficiência, para aplicar em eletrotermia é uma irracionalidade energética. É muito mais lógico usar diretamente combustíveis para geração de calor, preferencialmente os mais ecológicos como o gás natural e o GLP.

 

Referências

[1] COSTA, F.C., Gases combustíveis como alternativas à eletrotermia em aquecimento direto e calor de processo no setor industrial brasileiro, tese de doutorado, Instituto de Energia e Ambiente, USP, 211p., 2013.

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