Energia

Trabalho Realizado para a cadeira de Direito do Ambiente

João Pedro Costa Carreto Aluno nº17373 da Licenciatura em Direito

Introdução

No âmbito da cadeira de Direito do Ambiente pretendemos com este trabalho aprofundar conhecimentos na área dos métodos de produção de energia elétrica. O tema em analise pela sua complexidade necessita de ser tratado numa prespectiva pluridisciplinar o que não acontecendo iria inviabilizar ou desprover de sentido as próprias normas legais que pretendem jurisdicialisar a matéria em causa.

Por questões inerentes ao tipo de trabalho que se pretende desenvolver limitaremos o estudo as seguintes formas de produção de energia: baseada em combustíveis fosseis, nuclear,hídrica,eólica e solar. Pretendemos também analisar (embora de forma superficial) o problema do transporte de energia desde o seu produtor ao consumidor final. Por ultimo desejamos analisar o novo fenómeno da micro produção e comparar os seus custos e benéficos com as referidas fontes.

Embora existam outras divisões possíveis neste trabalho iremos dividir as fontes produtoras de energia em duas grandes famílias, as fontes produtores de energia que utilizam como matérias prima produtos renováveis e as que não o fazem.

Combustiveis Fosseis (termoeletricas)

A grande maioria das centrais electricas que utilizam combustíveis como método de produção de energia eletrica fazem-no através da “queima” das suas matérias primas para o aquecimento de caldeiras contendo agua, essa agua ao ser aquecida condensa-se  transformando-se em vapor o aumento da pressão (a agua no estado solido ocupa mais espaço que nos estado liquido) faz deslocar um turbina que ira alimentar um gerador convertendo-se assim energia térmica em energia electrica.

A matérias-primas geralmente utilizadas são: carvão, óleo e o gás. Todas elas esgotáveis e com uma elevada poluição.

Na imagem que se segue é uma demonstração dos principais efeitos das centrais a carvão na natureza

Chuvas ácidas e emissões de CO2- resultantes dos fumos expelidos pelas centrais durante o processo de produção. Cinzas como subproduto da transformação

Destruição dos solos e corrosão deste pelo processo de obtenção do carvão

Estes métodos de obtenção de energia foram dos primeiros a ser inventados datando da revolução industrial. Actualmente continuam em utilização tendo sido bastante melhorada a sua eficiência apesar disso estão por definição limitados à utilização de um combustível para gerar calor

Apos a segunda guerra mundial a descoberta do potencial atmico levou a que fossem feitas inúmeras experiencias com  o objectivo de canalisar o a “força atómica para a produção de energia. Assim em dezembro de 1951 nos estados Unidos foi gerada pela 1ª vez energia electrica a partir de um reator nuclear.

Energia Nuclear

O processo de produção de energia numa central nuclear é em baseado no mesmo principio utilizado nas centrais termoeletricas que utilizam combustíveis fosseis.

A diferenca reside que a matéria prima utilizada (combustíveis fosseis) nas primeiras é substituída por uranio que através de um processo de fissão nuclear gera calor, esse calor é então utilizado para gerar vapor seguindo-então o processo anteriormente descrito para as centrais termoelectricas convencionais.

A imagem seguinte representa de forma esquematizada o processo de obtenção de energia

As centrais nucleares apresentam como vantagens um custo energético inferior às termoelétricas convencionais pois são mais eficientes,implicam redução da dependência de países terceiros pelo fornecimento de matéria prima, não emitem gases de efeito estufa e o risco de acidentes é inferior as actuais centrais termoeletricas convencionais.

No entanto apresentam desvantagens que devem ser ponderadas: o custo de construção deste tipo de centrais é significativamente maior que as tradicionais, produzem lamas radioativas e outros matérias que não existe forma de serem tratados tendo de ser armazenados em contentores lacrados e monitorizados pois levam milhares de anos a se decomporem e ainda o problema de apesar do risco de acidentes ser reduzido quando estes ocorrem provocarem efeitos nefasto à escala mundial e durante longos períodos como são os casos de Chernobyl e mais recentemente Fukushima com efeitos muito menores felizmente.

Aos problemas referidos acresce o da obtenção da matéria prima pois o uranio apesar de existir em abundancia na natureza só é economicamente viável a sua obtenção se a sua fonte for em grande quantidade. A exploração mineira de uranio tem necessariamente os mesmo risco que uma exploração mineira “normal” aos quais acresce a possibilidade de contaminação dos lençois freáticos, a radiação directa e o problema das partículas espalhadas pelo vento que contaminam os locais onde se depositam. Apesar de o preço do Uranio (que teria de ser iportado) actualmente não sofre grandes oscilações devemos ter em conta que cerca de um terço da produção e reservas mundiais se encontram em regiões euro-asiaticas e africanas que poderão experimentar períodos de instalbiliadade politica como o Cazaquistao e a Namibia(dados referentes a 2005 World Nuclear Association). Em Março de 2012 estavam em funcionamento 436 centrais nucleares divididas por 31* países. Do ponto de vista ambiental ainda é muito discutível se a energia nuclear representa uma vantagem ou não em relação aos combustíveis fosseis, exemplo disso são os aumentos de Co2 por parte do Japão que teve de aumentar o consumo de combustíveis fosseis pois apos o já referido desastre de Fukushima decidiu abandonar o programa nuclear. Do ponto de vista técnico de engenharia ambiental é maioritariamente aceite que apesar da sua eficiência o “nuclear” não é uma solução viável para Portugal a longo prazo, quer pelo pelo valor do investimento investimento inicial (incomportável na actual situação económica) quer pelo aumento dos custos de manutenção da central ao longo do seu período de vida útil quer do ponto de vista de rendibilidade económica que tendo em conta o potencial natural do pais seria uma opção mais racional o investimento em energias renováveis.

Energias Renovaveis

Conceito:

De acordo com a UE as energias renováveis consistem: “energia proveniente de fontes não fosseis renováveis, nomeadamente eólica, solar, aerotérmica, geotérmica, hidrotérmica e oceânica, hidráulica, de biomassa, de gases dos aterros, de gases das instalações de tratamento de aguas residuais e biogases”(Directiva 2009/28/CE, 23/04/2009).

Para um melhor enquadramento cientifico é ainda de recorrer à sugestão de divisão da Agencia Internacional de Energia que divide as energias renováveis em três gerações:

1ª Geração hidroelectrica, biomassa e geotermica

2ª Geração: aquecimento solar, energia eólica, solar fotovoltaica e biomassa (etanol e biodiesel)…

3ª Geração energia dos oceanos, concentração solar, sistemas integrados de bioenergia (sib´s) e as novas utilizações da energia geotérmica.

As energias renováveis têm como vantagens comuns aos diversos tipos as características da sua fonte. Quando comparadas com os métodos “tradicionais” de produção de energia as fontes nas quais se baseiam o métodos de produção das “energias renováveis” são virtualmente inesgotáveis e facilmente acessíveis. É nesta facilidade de acesso que reside uma das maiores vantagens comparativas pois permitem reduzir o impacto ambiental no processo de obtenção da sua matéria prima, alem disso por o seu desenvolvimento ser recente e mais guiado pela preocupação ecológica têm geralmente um impacto menor em termos ambientais no planeta

Dados referentes à produção de energia electrica por energias renováveis 2010

Hidroelectrica                                   4990

Geotermica                                       50

Eólica                                     4256

Biomassa                                           672

Fotovoltaico                          151

Solar concentrado                35

Mar motriz                                        10

Electricidade MW.

Hirdrica

As centrais hidroelectricas  baseiam a sua produção energética no aproveitamento das deslocações das massas de agua (ciclo da agua). No conhecido caminho que a agua percorre da fonte para a foz movendo-se por acção da gravidade é possível criar barreiras com o objectivo de transformar essa energia potencial em energia electrica, As barragens podem ser classificadas em dois tipos: de gravidade, a simples diferenca de altura entre a superfície da agua e o local de saída desta gera a energia ou de arco ou aboboda que utilizam princípios da hidrodinâmica (a tipologia da construção transfere a pressão da agua para as ombreiras) para a transformação da energia.

Assim

A agua acumula-se na parede da barreira indo aumentando a pressão à razão massa de agua. Com a abertura de uma comporta no sopé da barragem a massa de agua saira pela comporta com uma forma bastante elevada devido à pressão exercida. Este fluxo de agua ira fazer girar uma turbina que ira alimentar um gerador num processo semelhante ao utilizados nas centrais termo electricas

As principais vantagens deste tipo de tecnologia são a sua limpeza (ao contrario das anteriores o seu impacto atmosférico e de contaminação dos lençóis freáticos é mínimo, existe uma elevada segurança na produção e abastecimento de uma pais (não estando praticamente dependente de terceiros) , no caso de Portugal ser o método de produção de energia por fontes renováveis  com maior significado e de ter um potencial de expansão de mais de duas vezes no espaço de 10 anos.

Por outro lado apresenta como desvantagens a alteração da dinâmica dos rios, a necessidade de tranferencia de populações /património cultural, alteração dos processos geológicos naturais (sedimentação) e ainda pode impedir a migração de algumas espécies de peixes.

Alem das referidas vantagens/desvantagens são ainda de ponderar as vantagens económicas que resultam da necessidade de mão de obra no momento da construção (ocorrendo também nesta fase um dos picos de impacto ambiental devido ao transporte dos materiais e todo o processo de alteração da paisagem geográfica) e um potencial aumento da oferta turística da região e disponibilização de agua para utilizações agriculas

No moneto da construção os impacto ambientais negativos são: Desmatação, que leva a um aumento da erosão do solo, a emissão de poeiras e poluentes atmosféricos, o aumento da poluição sonora, a destruição parcial dos ecossistemas na região e o desvio temporário dos cursos de agua

Como resultado o legislador definiu uma serie de procedimentos com vista a que a decisão de um projeto tão grande como uma barragem  fosse devidamente ponderado e comparadas as suas vantagens económicas e ambientais (pois permite a diminuição do recurso a outras fontes mais poluentes) e o seu respectivo impacto ambiental.

Geotermica

A energia geotermica tempo base o aproveitamento do calor gerando pelo interior da terra. Este pode ser aproveitado para movimentar turbinas a vapor (nos locais onde a libertação deste calor é mais elevado) e/ou regulação térmica de edificios.

Tem como principais vantagens a produção de eletricidade por esta fonte não emitir quaisquer gases de efeitos estufa, e ser bastante eficiente. As desvantagens consistem principalmete na sua irregular distribuição pois em alguns locais é bastante abundante (como é o caso de São Miguel nos Acores em que em 2003 este tipo de energia representou 25% da energia consumida na ilha) e noutros praticamente inalcasavel. Esta má distribuição geográfica impede que possa ser considera a sua aplicação a nível nacional embora deva ser um opção a considerar em situações pontuais.

Energia eólica

O segundo maior meio de produção de energia renovável português é baseado numa das mais antigas tecnologias de que à conhecimento, o moinho. A sua maneira de funcionamento consistem em tal como os moinhos utilizados para a extração de agua aproveitar a força do vento para movimentar as suas pás, esta movimentação ira ser desmultiplicada num processo semelhante as mudanças dos carros ou bicicletas fazendo girar uma turbina a velocidades muitíssimas varias vezes superiores à das rotações do moinho inicial, esta turbina ira alimentar um gerador obtendo-se assim energia electrica.

As desvantagens decorrentes da construção deste tipo de central são essencialmente as resultantes da construção de qualquer edifício: emissão de poeiras e gases, possível contaminação dos solos e lençóis freáticos, destruição de fauna e flora e altos níveis de ruido

Durante o funcionamento

As principais vantagens deste tipo de fonte são o seu baixo preço, o desenvolvimento do tecido industrial na construç~ºao dos equipamentos, a sua inesgotabilidade, requererem pouca manutenção, não gerarem resíduos de longa duração e serem compatíveis com outras utilizações do espaço em seu redor.

As desvantagens consistem na sua limitada eficiência pois estão bastante dependentes das condições atmosféricas, tem um elevado impacto visual, afetam negativamente algumas espécies de aves e a sua localização economicamente mais rentável coincidir com zonas protegidas ambientalmente.

Apesar disso este tipo de energia tem sido um dos que mais tem crescido principalmete na zona da europa. Dada a sua posição no ranking no que concerne a produção de energia em Portugal o investimento e o licenciamento de projectos deste tipo de energias para o alcance da meta de em 2020 60% da energia produzida em Portugal provir de fontes renovaveis (DL nº141/2010)

Atualmente existem dois tipos de exploração da energia eólica onshore e offshore

As primeiras são as tradicionais centrais construídas em solo seco normalmente  na encosta de regiões montanhosas onde as características do vento são mais propiciais à rentabilidade do investimento, as segundas são colocadas na plataforma continental próximo da linha costeira.

Portugal devido as suas caracteristicas geográficas e geográficas apresenta-se com um enorme potencial de produção nesta área.

Como é possível verificar na imagem anterior Portugal possui 6 grandes zonas com potencial de exploração estando a maioria delas já devidamente conectadas à rede energética nacional.

Apesar deste elevado potencial o custo por kw (kilowatt) cerca de 40% mais caro tem sido um dos entraves à exploração deste recurso.

Portugal é no entanto um pioneiro nesta área tendo no dia 02/12/2011 sido colocada a eólica offshore junto à Freguesia da Aguçadoura. Esta eólica destaca-se por dois motivos 1º por ser a primeira eólica offshore portuguesa em 2º por ser a primeira a não necessitar de qualquer equipamento de carga pesada fora da costa tendo todo o processo de montagem e instalação decorrido em terra firme (a restante noticia pode ser consultada no blog http://pegadas-ecologicas.blogspot.pt/)

Este avanço tecnológico ira permitir uma redução na diferenca entre o preço do kw na eólicas onshore e offshore.

Cabe agora enunciar as principais vantagens desta tecnologia

Como referido é um recurso enertico com enorme potencialidade em Portugal, a velocidade média do vento offshore pode ser cerca de 20% maior que a velocidade do vento onshore o que se traduz num aumento em 70% da energia, a localização dos parques eólicos offshore não levanta tantos problemas como a construção dos onshore pois não há impacto significativo para as populações, apesar do maior investimento inicial este pode ser compensado através de economias de escala construindo parques com mais turbinas e maiores turbinas pois o preço do transporte e construção de fundações é o mesmo e devido à menor amplitude térmica no mar o vento é menos turbulento o que se traduz num aumento da eficiência e num maior tempo de vida útil dos aparelhos.

As desvantagens são como já referido o custo mais elevado destes aparelhos (para profundidades superiores a 30m tornam-se demasiado elevados), um maior custo de manutenção e a fraca rentabilidade de parques pequenos

Biomassa

A biomassa consiste na utilização dos  subprodutos da pecuária, agricultura,

floresta, indústria da madeira e resíduos sólidos urbanos como matérias primas para a produção combinada de electricidade e calor.

Esta produção pode ser divida em dois tipos 1ºQueima directa da qual resultam Carvão e Hidrocarbonetos (este era o reaproveitamento tradicional) 2º Conversão para biocombustíveis podendo estes ser gasosos (biogás) ou líquidos como o etanol ou o metanol.

Este método de produção esta mais próximo da ideia de reciclagem do que propriamente a produção energética no sentido restrito pois aumentando a necessidade energética não sera razoável aumentar a matéria prima para suprir as necessidades energéticas. Assim a produção deste tipo de energia deve ser tida em conta pois permite reduzir os resíduos e suprir as necessidades energéticas. Deve assim o legislador alem de incentivar a redução de produção de resíduos assegurar que estes quando inevitáveis recebem o tratamento ambiental mais favorável pois a produção de resíduos começa a tornar-se um problema bastante grave em alguns paises saindo inclusive a sua gravidade já do for ambiental para em alguns casos passar para o social como por exemplo das famílias que vivem das lixeiras no Camboja

Energia Solar

Também aqui a definição de enrgia solar se tornou insuficiente para defenir claramente o método de produção de energia. Actualmente existem duas técnicas de aproveitamento da energia solar: Solar térmico, Fotovoltaica.

A primeira aproveita a energia solar termica para o aquecimento de aguas que poderão ser utilizadas no uso sanitário domestico de aguas, no calor de processo ou ate como forma de climatização de edifícios; a segunda transfere os fotões resultantes da luz solar para os electroes do colector sendo esta carga elétrica posteriormente armazenada num acumulador estando depois disponível a todo o momento para as  mais diversas utilizações cotidianas.

As vantagens associadas a este tipo de energia consiste no aumento da independencia energética dos pais, no incentivo à industria de colectores, o praticamente ineisistente impacto ambiental (mesmo durante a fase de construção e montagem) e os reduzidos custos de manutenção.

Do lado das desvantagens temos a necessidade de adaptação arquitetónica de alguns edifícios para tornar rentável a tecnologia.

Tendo em conta o tipo de trabalho que pretendemos desenvolver iremos analisar com maior cuidado o segundo tipo de colectores (fotovoltaico).

Portugal também se destaca no potencial de exploração que este tipo de energia tem

Como é visível poucas são as zonas com uma radiação solar inferior a 14 mega joules por metro quadrado o que torna todo o pais praticamente rentável à exploração desta tecnologia.

As vantagens especificas dos painéis fotovoltaicos são: o elevado tempo de vida (30 aproximadamente) e permitir o fornecimento de energia a zonas isoladas o que diminui o seu impacto ambiental pois torna desnecessário o transporte da eletrecidade• 

As desvantagens consistem sumariamente no Impacto visual, no elevado do custo do investimento inicial, no conflitos de interesses resultante da sua localização em áreas de grande interesse conservacionista e o facto de a partir de uma determinada dimensão poderem influenciar o micro clima da área em que se encontram.

Portugal é também nesta área pioneiro pois a segunda maior central fotovoltaica do mundo encontra-se em Serpa

Outra forma de produção de energia que Portugal tem vindo a comçar a insvestigar a suan rentabilidade é o aproveitamento das mares e das ondas

Mar motriz

Sendo Portugal uma pais com uma percentagem de zono costeira das mais elevadas da europa torna-se prioritário investir no aproveitamento da energia produzida pelas ondas e pelas mares

Neste momento encontram-se em teste tipos de tecnologia para a obtenção de energia

O protótipo de aproveitamento de energias das ondas do tipo CAO nos Açores que é a 1ª central do mundo a produzir energia a partir das ondas de forma regular

Tem como vantagens os custos do  transporte de energia para terra e a manutenção da central serem relativamente reduzidos. No entanto apresenta como desvantagens o grande impacto visual e a dificuldade de encontrar locais adquados para a sua construção.

O AWS um sistema de corpos flutuantes que se encontra na Povoa do Varzim ou sistema Aquabuoy na Figueira da Foz utilizam as variações nas ondas para através de um pistão hidráulico gerarem energia.

AWS

As suas vantagens são a sua construção ser menos dependente das carcteristicas peculiares de uma dada região e permitirem um aproveitamento em grande escala da força das ondas podendo ser instalados em grande escala. Desvantagens poderá interferir com as embarcações e a sua manutenção e o transporte de energia para terra são ainda bastante elevados. O investimento inicial também é ainda baste grande.

Sistema Aquabuoy

Transporte

Identificadas as formas de produção de energia cabe aqui agora referir o problema que esta relacionado com o transporte e armazenamento da energia produzida. Esta matéria é de essencial ponderação pois somente num dos casos referidos (energia solar) é que este transporte é dispensável. No processo de licenciamento e Avaliação de Impacto Ambiental para a construção de uma grande central têm estes de ser tomados em conta para evitar situações em a construção de uma determinada central leva a que linhas de alta tensão tenham de passar necessariamente em zonas protegidas.

Conclusão

Portugal pais mediterrânico de precipitação moderada e com uma grande linha de costa encontra-se numa posição priveligiada para a produção de energia elétrica por fontes renováveis. Embora actualmente estas ainda apresente um elevado investimento inicial as possibilidade de economia de escala e o aumento do preço dos combustíveis fosseis tornam cada vez mais “apetecível” este investimento. O legislador mais do que ter o dever de assegurar as condições de construção do projecto deve incentivar uma redução dos consumos e tornar o mercado mais apetecível aos investidores liberalizando (mas não desregulando entenda-se) o fornecimento elétrico quer a empresas quer as famílias. Tornar os edifícios públicos mais independentes energeticamente alem de reduzir a despesa publica teré um impacto ambiental significativo dada a sua importância como consumidores. A micro produção terá de desempenhar um papel fundamental contribuindo para isso um incentivo fiscal, pois tl permitira ter uma rede energética mais segura, menos susceptivel a flhas por ser plurilocalizada e eficiente por diminuir os custo do transporte da matéria do produtor ao fornecedor. Os edifícios públicos como as escolas ou as autarquias aproveitando o terrenos abandonados poderiam produzir energia localmente contribuindo assim eficazmente para uma energia mais barata e mais verde.

 

Legislação

decreto-Lei n.º 118-A/2010, de 25 de Outubro

Decreto-Lei n.º 189/88. DR 123/88 SÉRIE I

Declaração de Rectificação n.º 29/2005

Bibliografia

Silva, Suzana Tavares da: Direito da Energia, Coimbra editora 2011

Slides e apontamentos das Aulas 13ª e 14ª da Cadeira de Impacto Ambiental e

 Sistemas Terrestres e Desenvolvimento Sustentável Lecionadas na Faculdade de Ciencias da Universidade de Lisboa

1*http://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/n/nuclear-power-plant-world-wide.htm

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/lixo-nuclear/lixo-nuclear.php

http://www.energiasrenovaveis.com/