Fontes Energéticas – Nas Concepções Geográficas
O que é energia?
Energia: Força. Propriedade de um sistema que lhe permite realizar trabalho.
Existem vários tipos de energia, nesse nosso estudo, cabe a nós estudar a energia elétrica, quais tipos são, e qual a forma com que se usa para gerada-la.
Combustíveis Fosseis: Carvão – Petróleo – Gás Natural
Quase 80% da energia consumida globalmente é produzida pela combustão desses sedimentos fosseis. È o jeito mais barato e eficaz de se produzir energia, porém os recursos são finitos e estão acabando.
Dentre os três citados acima, o petróleo é o mais importante, explorado e de maior valor, pois dele (petróleo bruto) tiramos vários derivados, que mais tarde serviram como base para se produzir energia, uma vez que existem vários tipos de energia.
Petróleo:
Cerca de 95% do petróleo mundial tem sido produzido por 5% de seus campos petrolíferos. Dois terços dos maiores campos encontra-se no Oriente Médio. Cientistas Calculam que as reservas se esgotarão antes de 2.060 (Desconsiderando o Pré-Sal).
Maiores Produtores – 2002 Milhões de barris por dia: |
Maiores Consumidores – 2002 Milhões de barris por dia: |
||
Arábia Saudita |
8,68 |
EUA |
19,70 |
EUA |
7,69 |
China |
5,36 |
Rússia |
7,69 |
Japão |
5,33 |
México |
3,58 |
Alemanha |
2,70 |
China |
3,38 |
Rússia |
2,46 |
Arábia Saudita |
320* |
Venezuela |
115* |
Nigéria |
107* |
Iraque |
102* |
Irã |
102* |
Emirados Árabes |
084* |
Paises exportadores de Petróleo.
Seis dos dez principais países exportadores de petróleo são membros da OPEP (Organização dos Paises Exportadores de Petróleo). Criada em 1960, a OPEP coordena a política de preços e abastecimentos entre seus paises membros.
* Exportações de Petróleo em milhões de toneladas - 2000
Gás Natural:
A Rússia e o Oriente Médio continham originalmente as maiores reservas de gás natural do Mundo. Apenas 1% das reservas globais foram consumidas, mas estima-se que nesse ritmo, possam se esgotar antes mesmo de 2015.
Maiores Produtores – 2002 Bilhões m³: |
Maiores Consumidores – 2002 Bilhões de m³: |
||
Rússia |
554,9 |
EUA |
667,5 |
EUA |
547,7 |
Rússia |
388,4 |
Canadá |
183,5 |
RU |
94,5 |
Carvão:
Há reservas de carvão em todos continentes, inclusive na Antártida, mas a tecnologia e a economia só permitirão a recuperação de 7% delas. As estimativas de quando as reservas se esgotarão variam de 2.250 à 3.400.
Maiores Produtores – 2002 Milhões de toneladas: |
Maiores Consumidores – 2002 Milhões de toneladas: |
||
China |
703,00 |
China |
663,4 |
EUA |
571,7 |
EUA |
553,8 |
Austrália |
183,6 |
Índia |
180,8 |
Considerações Finais:
370 AC – Primeira utilização de carvão como combustível na China;
1700 - Inicio do século XVII, o carvão supera a madeira e passa a ser mais usado como combustível industrial na Inglaterra ;
1859 - É perfurado o primeiro poço de petróleo em Oil Crek, Pensilvânia por Edwin Drake;
1872 - Constroem-se os primeiros gasodutos de gás natural na Pensilvânia em Nova York;
1908 - Primeira grande descoberta de petróleo é feita na Pérsia (Irã);
1948 - Descoberto na Arábia Saudita o campo petrolífero de Al-Ghawar. Posteriormente, sabe-se que é o maior campo de petróleo do mundo, contém 82 milhões de barris.
Energia Nuclear:
A energia nuclear é gerada pela fissão, ou divisão, de átomos de urânio ou plutônio. O processo libera imensas quantidades de energia, usando pequenas quantidades de matéria-prima: a fissão de 1Kg de urânio libera tanta energia quanto a combustão de 2.000 toneladas de carvão ou 8.000 barris de petróleo.
Criando energia: a reação em cadeia – Como ela é gerada:
Átomos são constituídos de elétrons que circulam um núcleo que contém prótons e nêutrons. O bombardeio de um átomo com neutros divide o núcleo em duas partes. Este processo, chamado fissão, gera energia (sob a forma de calor) e radioatividade, e desprende mais nêutrons. Os nêutrons podem ser capturados e usados para bombardear mais átomos, dando seqüência ao processo em uma reação em cadeia. A fissão é regulada por substâncias conhecidas como moderadores (em geral, água ou metal) que reduzem a velocidade dos nêutrons, contribuindo para que não atinjam o núcleo. Se a energia for contida e controlada, gera uma fonte de energia; se não for contida, causa uma enorme explosão “atômica”.
Tipos de Reatores Nucleares:
Reator de água pressurizada – (RAP);
Reator de água fervente – (RAF);
Reator de água pesada pressurizada – (RAPP);
Reator de água leve e grafita – (RALG);
Reator de gás refrigerante – (RGR);
Reator de gás refrigerante avançado – (RGRA);
Reator de alimentação rápida ou de “procriação” – (RAR).
Os RAP são os projetos mais comuns para reatores nucleares (também chamados de reatores de água leve) usa água sob alta pressão como refrigerante. O refrigerante retira o calor do núcleo do reator e canaliza-o para um permutador de calor que produz vapor. O vapor gira turbinas para gerar eletricidade. O combustível nuclear – em geral barrinhas cilíndricas de dióxidos de urânio.
Principais Produtores de Energia Nuclear:
Percentagem de eletricidade doméstica fornecida por energia nuclear – 2.000:
01- França 77 %
02- Ucrânia 45 %
03- Coréia do Sul 37 %
04- Alemanha 30 %
05- Japão 30 %
06- Espanha 28 %
07- RU 23 %
08- EUA 20 %
09- Rússia 15 %
10- Canadá 17 %
Resto do mundo 09 %
Total mundial 17 %
Vantagens da Energia Nuclear:
- Usa menos matéria-prima que o combustível fóssil;
- Não libera emissões prejudiciais sem controle na atmosfera, ao contrario dos combustíveis fósseis. Em 2.000, a Energia Britânica poupou 40 milhões de toneladas de CO2 – o equivalente à retirada de quase dois terços de carros de circulação no RU – usando meios nucleares em vez de combustíveis fósseis.
Desvantagens da Energia Nuclear:
- Os custos da construção de usinas nucleares são muito elevados;
- A preocupação publica levou a protestos relacionados ao deposito de resíduos altamente radioativos e ao perigo que representam para a saúde humana. A exposição humana à radiação em conseqüência de avarias em usinas nucleares tem provocado apelos para o fechamento de todas as indústrias de energia nuclear – (coisa de anarquistas ambientalistas);
- O acúmulo de matéria-prima para a produção de energia nuclear pode ser utilizado na fabricação ilegal de armas nucleares.
Lidando com os Resíduos: Os níveis de radioatividade diminuem com o tempo. O lixo radioativo tóxico produzido pela fissão nuclear é categorizado como baixo, intermediário ou alto, dependendo da duração da radioatividade. O lixo radioativo baixo e intermediário inclui materiais descartados como resíduos de película protetora, lama e resinas desprendidos do processo de reação. O lixo de nível baixo é incinerado, comprimido, guardado em reservatórios de armazenamento e colocado em uma câmara de betume ou concreto.
Os resíduos de nível alto incluem isótopos perigosos, cuja radioatividade dura em alguns casos centenas ou até milhares de anos. Esses são guardados em forma liquida em tanques de aço inoxidável em locais especializados. O liquido desprende muito calor e tem de ser continuamente resfriado; por isso, todos os reatores têm um sistema de refrigeração que inunda seus núcleos no caso de aumento de temperatura.
Os planos de armazenamentos a longo prazo são de guardar os resíduos radioativos de nível alto dentro de blocos de vidro sólido e mantê-los acima do solo durante 50 anos antes da eliminação. Isso permitirá que sua radioatividade diminua para níveis mais baixos.
Considerações Finais:
1942 – Uma equipe liderada por Enrico Fermi na Universidade de Chicago, constrói um reator que cria a primeira reação em cadeia de urânio. É o surgimento da era Nuclear.
1943-1945 – Nos EUA, reatores são construídos para manufatura de plutônios usados em bombas atômicas;
1956 – Inaugurada a primeira usina de energia nuclear em grande escala na Grã-Bretanha;
1957 – Tanques de resíduos radioativos explodem na URSS, contaminam uma extensa área nos Urais.
1986 – Reator explode em Chernobyl, Ucrânia, mata 32 pessoas e dissemina radioatividade até a França e Itália.
1999 – Erro de Operador causa uma reação em cadeia descontrolada na indústria de processamento Tkaimura, no Japão. Três operários sofrem radiação: dois morrem; centenas de outros são expostos.
Energia Renovável:
A inexorável demanda global por energia e o conhecimento de que as reserva de combustíveis fósseis vão se extinguir levaram à busca de recursos alternativos renováveis de energia. A utilização de hidroelétricas já se acha bem estabelecida. Em paises como Noruega e o Brasil, corresponde a cerca de 90% da geração de eletricidade doméstica. A crise do petróleo da década de 1970 fortaleceu o interesse pela utilização de energia eólica, um novo campo liderado pela Alemanha, EUA Dinamarca e Índia.
Hidroeletricidade:
As usinas de energia hidroelétrica utilizam a força da queda d’água para mover uma turbina acoplada a um gerador elétrico. São instaladas em quedas d’água naturais, como as cataratas do Niágara na fronteira EUA-Canadá, ou contruindo-se uma represa ou barragem transversalmente em um rio, e contendo-se o fluxo de água por canais artificiais.
Em áreas onde a demanda por eletricidade varia durante o dia todo, empregam-se usinas hidrelétricas de armazenamento por bomba hidráulica. Nos períodos de baixa demanda, o fornecimento de energia gerado pela usina é usado para inverter o fluxo de água e encher um reservatório artificial atrás da represa. Libera-se a água armazenada nas horas de pico da demanda para fornecer energia extra.
Vantagens: Os custos de produção são baixo e as usinas hidrelétricas não geram emissões nocivas.
A construção de represa ajuda a regular a enchente sazonal e fornece água para irrigação.
Desvantagens: os custos de construção de barragens são elevados. Elas também podem inundar grandes áreas de terra, prejudicando o equilíbrio ecológico.
Maiores hidrelétricas: A usina de Itaipu no rio Paraná (fronteira Brasil-Paraguai) tem capacidade de 12.600 MW.
O projeto dos Três Desfiladeiros no rio Yangtzé, na China, que deve ser concluído em 2.009, terá a capacidade de 18.200 MW.
Principais Produtores de Hidroeletricidade para uso Doméstico, 2.000:
|
Produção total por hidrelétrica em milhões megawatts-hora – Total Mundial: 2.705 |
Percentagem de geração de energia doméstica fornecida por hidrelétricas – Total Mundial: 17,5% |
Canadá |
358 |
59,2% |
Brasil |
305 |
87,3% |
EUA |
275 |
6,8% |
China |
222 |
16,0% |
Rússia |
165 |
18,8% |
Noruega |
142 |
99,5% |
Japão |
97 |
8,9% |
Suécia |
79 |
54,1% |
Índia |
74 |
13,7% |
França |
72 |
13,3% |
Fato: Um rio de energia: A extensão de barragens de 7.744m que formam o complexo de Itaipu na fronteira Brasil-Paraguai é conectada a 18 unidades geradoras com capacidade de 700MW cada. A energia captada do rio Paraná fornece 25% da energia do Brasil, e 78% da do Paraguai.
Energia Gerada por Marés e Ondas:
Usinas hidrelétricas podem aproveitar a força das marés usando barragens construídas transversalmente em estuários fluviais. Durante a maré baixa, abrem-se as comportas, deixando a água fluir. Na maré alta, elas são fechadas, represando a água, que é lançada em um fluxo controlado. As usinas elétricas podem também aproveitar a subida e decida das ondas. O movimento das ondas comprime o ar contido dentro de câmaras cobertas, aspirando e expirando-o por turbinas reversíveis. Essa tecnologia é experimental, mas calcula-se que seu potencial global seja de 2 a 3 milhões de megawatts.
Vantagens: As usinas de energia gerada pelas marés e ondas não emitem poluentes e têm um recurso sustentável.
Desvantagens: A energia maremotriz é factível apenas onde a variação de amplitude das marés (diferença entre o movimento máximo e mínimo) é de 6m ou mais. A produção de energia oscila porque as marés variam de altura de um dia para o outro, e de uma estação para a outra. Produção de energia das ondas também é inconstante devido à variedade de seu tamanho. As usinas elétricas podem causar danos ecológico ao litoral de costas litorâneas.
Maiores hidrelétricas: O estuário de rance, na Bretanha, é a maior usina maremotriz em funcionamento do mundo, com 2turbinas e capacidade total de 240 MW. Os Açores, em Portugal, têm a maior instalação de ondas com capacidade total de energia de 1 MW.
Energia Eólica:
A maioria das turbinas de ventos modernas têm uma hélice de três pás, de até 100m de diâmetro, presa a um gerador. Um computador controla a hélice diante do vento e ajusta sua direção segundo sua força. Os geradores podem ter a capacidade de até 4 MW cada, embora 250-500 KW-h seja a mais comum. São quase sempre agrupados em “parques eólicos”, em cordilheiras, planíces ou ao largo de costas ventosas.
Em todo o mundo, a capacidade de energia de turbinas de vento tem aumentado mais de 25% por ano desde 1.997. Em 2.000, estimou-se em mais de 10.000 MW – dez vezes a capacidade de energia de 1.990 – que vem crescendo rapidamente.
Vantagens: Os custos de gerir parques de vento competem com as melhores usinas geradoras movidas a gás, e as turbinas de vento não geram emissões de poluentes.
Desvantagens: A produção varia, dependendo da força do vento. As pás das turbinas e suas caixas de engrenagem mecânica são barulhentas. As turbinas também exigem uma grande amplitude de espaço, e sua aparência é muita das vezes considerada feia. Podem representar uma ameaça aos pássaros.