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Potencial brasileiro e aumento do consumo chamam atenção

13/12/2010 | Tags: design gestão energia eólica

A gigante General Eletric passou de uma carteira de US$ 100 milhões para US$ 1,5 bilhão em menos de um ano e até o Google anunciou, em meados de 2010, US$ 5 milhões em investimentos no setor de energia eólica nos Estados Unidos.

Contudo, a queda no consumo de energia norte-americano, onde estão os maiores parques eólicos do mundo, levou as empresas a olharem para os países emergentes. No ranking de atratividade em energia renovável divulgado em novembro último pela consultoria Ernst & Young, a China está em primeiro e o Brasil no 19o lugar no que se refere aos negócios em energia eólica.

No caso brasileiro, o consumo de energia cresce, e o governo tem incentivado a energia eólica por meio de preços atrativos nos leilões. O País contratou energia de parques eólicos que têm capacidade para gerar 3.900 megawatts (MW), informa reportagem do Valor Econômico de 3 de dezembro. Só a GE arrematou nos leilões o fornecimento de 800 MW. Obteve financiamento do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), que exigiu 60% de nacionalização dos componentes. Aí está um desafio para o País: inovar e nacionalizar a produção para aproveitar um potencial de 143 gigawatts (GW), dez vezes superior ao da hidrelétrica de Itaipu, e que pode ser ainda maior, pois esse potencial foi estimado em 2001, quando as torres operavam em menores altitudes.

Hoje o Brasil conta com dois fabricantes de aerogeradores de grande porte para os parques de energia eólica, Wobben Wind Power, com unidades fabris em São Paulo e Ceará, e a IMPSA Wind, no complexo portuário de Pernambuco. Também tem um fabricante nacional de pás de aerogeradores de grande porte, a Tecsis, em São Paulo, que inclusive será fornecedora da GE no País para atender o fornecimento dos 800 MW contratados. Há também várias empresas interessadas em se instalar no Brasil. A indiana Suzlon e a dinamarquesa Vestas, a alemã Führlander e a espanhola Gamesa já anunciaram algum tipo de interesse ou assinaram protocolo de intenção com o País, enquanto a LM Wind Power, também da Dinamarca, procura local para instalar uma nova fábrica na América Latina.

O interesse está no significativo potencial de geração de energia eólica do Brasil. O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro realizado em 2001 diz que o País tem um potencial para geração eólica de 143 GW, a 50 metros de altura, o que representa uma capacidade de geração elétrica de 273 terawatts hora (TWh). Trata-se do último grande levantamento nacional sobre ventos feito no Brasil, e está desatualizado, pois hoje já existem aerogeradores instalados em alturas que variam de 80 metros a 120 metros, ou seja, capazes de captar mais vento. Segundo dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), o Brasil tem uma capacidade instalada em 2010 de 830 MW, gerados a partir de 45 parques eólicos em operação, capazes de suprir as necessidades atuais do Ceará e de metade de Pernambuco. "Isso representa menos de 0,8% da capacidade elétrica nacional", explica Jorge Villar Alé, coordenador do Centro de Energia Eólica (CE-Eólica) da Faculdade de Engenharia da PUC-RS. A capacidade eólica no mundo é de aproximadamente 180 mil MW, ou seja, a capacidade do Brasil equivale a menos de 0,4% da mundial. "Mas se compararmos agora com a capacidade eólica de América Latina e Caribe, estamos na liderança, representando mais de 70% da capacidade instalada em 2010", prossegue.

O pesquisador defende que, para viabilizar o crescimento a longo prazo da energia eólica, o Brasil precisa ter um parque industrial que fabrique a maior parte dos componentes usados na produção de aerogeradores, mas esse estímulo precisa ser acompanhado do apoio para o desenvolvimento científico e tecnológico que suporte a demanda de novos parques eólicos no País. "Se observarmos os países que apresentam sucesso na energia eólica, como Dinamarca, Alemanha e Espanha, veremos que apresentam ações específicas para o setor, tendo o desenvolvimento científico e tecnológico um papel fundamental", destaca. Alé lembra que países com mercados mais recentes, como Índia e China, já contam com políticas focadas para aumentar a capacidade de geração e para incentivar a fabricação nacional, criando mecanismos para transferência de tecnologia. "O Brasil possui um parque industrial com competências na área de metal mecânica e elétrica. Sendo assim, tem condições favoráveis para investir e se direcionar, sem grandes dificuldades, para a indústria eólica. Uma política industrial incentivadora que olhe o longo prazo é fundamental", aponta.


Inovações em energia eólica

Alé explica que, atualmente, há linhas de pesquisa direcionadas para a criação e desenvolvimento de metodologias e ferramentas computacionais que buscam aperfeiçoar a determinação do recurso eólico; e inovações tecnológicas dos aerogeradores e seus componentes, abrangendo estudos de aerodinâmica das pás, novos materiais, otimização de sistemas de controle e automação das máquinas eólicas e conceitos de geradores elétricos de baixa rotação. Uma tecnologia de interesse crescente na indústria é a de aerogeradores de pequeno porte de eixo vertical para aplicações urbanas. Já existem conceitos de prédios, inclusive, que integram na sua arquitetura os aerogeradores. O Bahrain World Trade Center foi o primeiro edifício no mundo a utilizar este conceito: tem três aerogeradores de 30 metros de diâmetro, que contribuem com 11% da energia requerida para o prédio. Aerogeradores que usam painéis flexíveis fotovoltaicos também estão no foco da indústria. "A inovação pode dar origem a uma série de novos modelos que utilizem de modo inteligente a energia solar e energia eólica integradas num único sistema", aponta.

O aproveitamento de ventos intensos em altitudes também são ideias inovadoras em estudo, de acordo com Alé. "Algumas tecnologias propõem aerogeradores suspensos no ar e presos cabos, semelhante a manter uma pipa pairando no ar. O fio que segura o aerogerador também é utilizado como cabo elétrico que transporta a energia elétrica até o solo”, explica. Outros sistemas usam o conceito de aerogeradores de eixo horizontal acoplados a balões de hélio permitindo a geração elétrica em grandes altitudes, também transmitindo esta energia por cabo elétrico conduzido até o solo. "Existem ainda estudos e projeto de aerogeradores de eixo vertical que utilizam o conceito de levitação magnética, que permite reduzir peso e elimina o atrito, já que o peso do aerogerador é equilibrado por forças eletromagnéticas", explica o pesquisador. "Como não há atrito, o aerogerador pode gerar eletricidade com ventos muito mais fracos que os aerogeradores convencionais", acrescenta.


Exploração offshore

Além dos ventos em terra, o Brasil também tem potencial para instalar parques eólicos em lagoas e no mar (offshore). O Atlas Eólico do Rio Grande do Sul, elaborado em 2002, mostra que apenas sobre as lagoas dos Patos, Mirim e da Mangueira, a capacidade de geração a 100 metros de altura é de aproximadamente 20 GW. "Trabalhos recentes mostram que a Região Sul do Brasil possui um potencial eólico em mar de 100 GW a 80 metros de altura, principalmente nos Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina", explica Alé. Em termos de viabilidade técnica e econômica, parques eólicos em mar apresentam custos mais elevados que em terra. Por isso, Alé acredita que o País deve investir, inicialmente, nos parques eólicos em terra e posteriormente em mar. "No momento, podemos iniciar estudos que permitam efetivamente prospectar o potencial eólico em mar e lagoas no País e levantar quais as condições técnicas e econômicas para futuros empreendimentos", acrescenta.

No campo offshore, as inovações em estudo focam os sistemas de flutuação. Projetos inovadores recentes na Dinamarca propõem o uso de aerogeradores de eixo vertical flutuantes para operar em mar com capacidade de 20 MW. A Siemens já desenvolveu e está testando em Noruega o primeiro aerogerador flutuante de grande porte no mundo. Trata-se de um gerador de eixo horizontal de 2,3 MW que pode ser utilizado em mar, com profundidades de 120 a 700 metros.


Atualizar o Atlas

Um dos pontos nos quais o Brasil precisa avançar, se quiser aproveitar melhor o potencial de negócios em energia eólica, é justamente atualizar os dados do Atlas. Segundo Alé, um estudo da Universidade de Harvard divulgado em 2009 pelo Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), revista científica publicada pela Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos, estima um potencial de geração eólico 40 vezes maior que a atual produção mundial de eletricidade. "A pesquisa aponta o Brasil como tendo um potencial de 8.000 TWh em terra e 3.000 TWh em mar. Considerando toda a produção atual de energia elétrica no Brasil (440 TWh), o potencial assinalado em terra e mar permitiria suprir o equivalente a 25 vezes a produção de energia elétrica do País", destaca. Trata-se da maior estimativa de potencial eólico até agora indicada para o Brasil. O potencial levantado pelos pesquisadores de Harvard é 30 vezes superior ao estimado no Atlas de 2001.

A Finep chegou a aprovar um projeto da Cepel para atualizar os dados do Atlas, mas uma fonte informa que o projeto não saiu do papel. Segundo essa mesma fonte, os recursos chegaram a ser liberados, mas a empresa não tocou o projeto para frente e não fala sobre o assunto. Alguns Estados estão fazendo seus próprios mapeamentos. O Atlas Eólico de Minas Gerais aponta um potencial para geração com base eólica de 40 GW, a uma altura de 100 metros do solo, segundo Alé. "Isto equivale a 30% do potencial que apresenta o Atlas Eólico Brasileiro de 2001, cujo potencial foi levantado a 50 metros de altura. Contudo, neste momento qualquer outra informação do potencial eólico superior à dada no Atlas eólico de 2001 é para nós uma especulativa sem base científica", acrescenta o pesquisador.

Um dos desafios na elaboração do Atlas está na ausência de uma estrutura ou plataforma que integre todas as informações e dados processados para avaliar o potencial eólico, segundo o coordenador do CE-Eólica da PUC. O Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) tem uma rede de estações de superfície, mas as informações disponibilizadas são dados crus que devem ser processados em conjunto com outras informações necessárias para se fazer o Atlas: tipo de anemômetro, instrumento que mede a velocidade do vento; altura da torre; tipo de rugosidade (termo para desníveis no relevo) no entorno da torre; período de calibração; e manutenção destes anemômetros. O projeto Sonda — Sistema de Organização Nacional de Dados Ambientais, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), também pode oferecer dados de torres meteorológicas, algumas com medições anemométricas com torres a alturas apropriadas para avaliar potencial eólico (25 metros e 50 metros), e formato de arquivos de fácil processamento, de acordo com Alé. "Mas manter uma estrutura de captação de dados de superfícies automatizadas, com alturas apropriadas, distribuídas em todo o território nacional e processadas periodicamente é uma tarefa árdua e que requer recursos financeiros com planejamento a longo prazo", comenta.

Como passo inicial, o pesquisador sugere a integração dos dados de todas as torres anemométricas utilizadas até o presente nos parques eólicos em operação e das torres instaladas para novos empreendimentos eólicos. "Certamente esta deveria ser uma iniciativa governamental em parceria com as empresas do setor eólico e com a colaboração de universidade e centros de pesquisa", assinala. Ele lembra que empresas privadas realizam estudos específicos com torres de 80 a 100 metros, usando instrumentação sofisticada e que representam um investimento financeiro substancial, daí os dados serem um patrimônio da empresa. A partir deles, se inicia o processo de estudo da viabilidade do parque eólico no local. "Uma parceria com governo deveria ser realizada [para elaboração do Atlas nacional], mas preservando outras informações mais detalhadas que os investidores acharem importante, pelos menos antes da implantação de seus parques eólicos", aconselha.


Incentivos ao setor

Não há, segundo Alé, um programa de ações estratégicas no Brasil para energia eólica, com foco no desenvolvimento tecnológico. Há ações pontuais, em que a energia eólica é um dos componentes, como os editais dos leilões de energia do Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfra), mas não existe um planejamento de curto, médio e longo prazo para o setor, ao contrário do que se observa, por exemplo, na Europa. "Na Espanha, existe a REOLTEC, Rede Tecnológica Espanhola do Setor Eólico, uma estrutura para coordenar as ações em P&D, que devem responder as necessidades e demandas do setor industrial. A rede trabalha com linhas de pesquisa em aerogeradores, aplicações, recursos eólicos, tecnologia das usinas eólicas em mar, processos e mecanismos para normas e padronização de equipamentos eólicos, estudos de problemas da conexão das usinas eólicas na rede elétrica e aspectos relacionados com meio ambiente", conta.

Por duas vezes, em 2006 e 2008, o CE-Eólica encaminhou ao Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) uma proposta de criação de uma Rede Tecnológica Eólica (RTE) no Brasil — a proposta de 2008 abrangia 14 universidades e mais de 40 pesquisadores de oito Estados do Brasil, com apoio de instituições de pesquisa da Europa e de América Latina. "Mesmo não tendo parecer favorável, essa experiência nos mostrou que, se existe um objetivo especifico, os pesquisadores de universidades e centros de pesquisa estão dispostos a se alinhar para desenvolver um trabalho em conjunto no País", afirma.

Atualmente, os projetos do CE-Eólica têm sido realizados com financiamentos de agências de fomento como a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS), e as federais CNPq, CAPES e FINEP. Há projetos que envolvem cooperação formal e informal com universidades e centros de pesquisa do País e do exterior e também com concessionárias de energia elétrica e empresas privadas. No caso, são projetos relacionados ao levantamento de potencial eólico incluindo medições com torres meteorológicas, tratamento estatísticos desses dados e determinação do potencial eólico, levantamento das melhores aplicações desse potencial, e envolvem sistemas de pequeno e grande porte. O Centro tem parceria com a Universidade de Coimbra, na qual pesquisadores vêm desenvolvendo uma ferramenta computacional que permite estudar o potencial eólico de microrregiões.

Além de validar os modelos em condições climáticas e de relevos do Brasil, o CE-Eólica tem laboratórios capazes de prestar serviços como calibração de anemômetros, amplamente utilizados na indústria eólica; túnel de vento, usado para levantar os principais parâmetros de projetos de aerogeradores de pequeno porte; e avaliação do desempenho de equipamentos em diferentes condições esperadas em campo. Em 2006, com apoio da Finep, o Centro fabricou e testou diversos protótipos e modelos de aerogeradores de eixo vertical, dado o interesse dos pesquisadores pelas aplicações urbanas integradas na arquitetura das cidades. "O mercado apresenta vários modelos muito interessantes, tanto na Europa, como na Ásia e nos Estados Unidos, contudo, muitos desses aerogeradores possuem um apelo estético que pode estar dissociado do bom desempenho aerodinâmico. Ensaios em laboratório podem verificar e atestar qualidade ou alertar quanto aos modelos que não possuem desempenhos favoráveis", explica Alé.

Em parceria com o Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Matérias da PUC-RS, o Centro está fazendo testes em laboratório para avaliação do comportamento do material usado nas pás de aerogeradores. "Desenvolvemos uma bancada na qual é possível realizar testes cíclicos de pás de até três metros de comprimento, o que corresponde a pás para aerogeradores de 5 kW. Num recente projeto enviado ao CNPq, propusemos ampliar essa linha de estudo, envolvendo pesquisadores de Austrália, Canadá, Espanha e Brasil", finaliza. (J.S.)

Fonte: Inovação Unicamp

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