Estudo de aluna da Coppe recomenda adoção de energia eólica offshore no Sudeste e no Nordeste

Pesquisa realizada pela aluna da Coppe/UFRJ, Erika Nogueira, mostra as vantagens da instalação de projetos de geração de energia eólica offshore, nas regiões Sudeste e Nordeste. Ainda cara, como é comum em tecnologias de vanguarda, a complementaridade da energia eólica offshore com a energia hidrelétrica, a sua sinergia com o setor de óleo e gás, e proximidade em relação aos grandes centros urbanos, justificam que o Brasil invista nesta tecnologia e diversifique ainda mais sua matriz energética.

Como explica Erika, a sua pesquisa teve o objetivo de avaliar o grau de complementaridade entre a energia eólica offshore e as demais fontes de energia que compõem a Matriz Energética Nacional. “A principal conclusão é que o país deve começar a implementar parques eólicos offshore nos subsistemas do Nordeste e do Sudeste, pela complementaridade com as hidrelétricas, para aproveitar a expertise acumulada na exploração de óleo e gás offshore. Além disso, a proximidade com os grandes centros urbanos destas regiões permite reduzir as despesas com linhas de transmissão e também as perdas decorrentes da transmissão de energia para longas distâncias”.

Em sua dissertação de mestrado, a pesquisadora indica que o aumento da participação da energia eólica no Sistema Interligado Nacional (SIN) traria benefícios como a oportunidade de uso mais racional e eficiente dos recursos hídricos, com outros usos como lazer e abastecimento e desenvolver um portfólio de fornecimento de energia mais diversificado, robusto e limpo.

“A diversificação da matriz elétrica agrega resiliência ao sistema, para lidar com fenômenos climáticos ou choques de oferta de determinado combustível, entre outros eventos, como a seca. Para isso é necessário avaliar a complementaridade entre as fontes de energia”, acrescenta.

A dissertação “Análise da inserção da geração eólica offshore no Sistema Interligado Nacional”, foi defendida em 2020, sob orientação do professor Amaro Pereira, do Programa de Planejamento Energético (PPE).

Sinergia com o setor de óleo e gás

A energia eólica pode ser produzida em parques onshore (terra firme), nearshore (próximos à costa) e offshore (mais afastados da costa). Segundo a pesquisadora da Coppe, a produção de energia eólica offshore tem diversas vantagens, sendo a principal a maior disponibilidade e qualidade do recurso eólico, pois comparando com a energia eólica onshore os ventos marítimos tendem a fluir a velocidades mais altas, permitindo que as turbinas produzam mais eletricidade.

De acordo com a pesquisadora do Programa de Planejamento Energético da Coppe, a energia eólica offshore “é uma fonte de energia renovável que não gera resíduos durante a operação, reduz a emissão de gases de efeito estufa, tem baixo impacto visual e sonoro aos seres humanos, permite a formação de recifes artificiais e tem caráter modular, o que dá maior flexibilidade no tamanho dos parques. No ambiente marinho, há baixa rugosidade da superfície, maiores velocidades de vento, baixa intermitência e turbulência, a turbina pode ter maiores dimensões (há menos restrições ao seu tamanho), o que aumenta o fator de capacidade e consequentemente a densidade energética”.

Na avaliação do professor Amaro Pereira, a expertise acumulada no setor offshore ajudaria bastante. “Plataformas que estejam sendo descomissionadas podem ser usadas, mas há autores que sugerem que a empresa contratada já traria toda a estrutura. Nesse caso, a plataforma poderia ser usada como local de apoio”, pondera o professor.

De acordo com a pesquisadora do PPE em sua dissertação, também seria possível usar as turbinas eólicas flutuantes gerarem energia para plataformas de petróleo, como sistema alternativo de produção de energia em regiões de grande profundidade, onde estão localizadas algumas das principais plataformas de petróleo brasileiras.

Ainda não há parques eólicos offshore em funcionamento no Brasil, embora vinte empreendimentos estejam com o licenciamento ambiental sob análise no Ibama, somando 42 GW, embora alguns projetos estejam com sobreposição locacional.

Custo deve cair 60% em 20 anos

O principal obstáculo ao aproveitamento do recurso eólico em ambiente marinho é o alto custo de instalações em ambientes offshore. Porém, como explica Erika em sua dissertação, os avanços tecnológicos estão permitindo a instalação de turbinas de maior capacidade e em águas mais profundas.

De acordo com o relatório anual de energia eólica do Conselho Global de Energia Eólica (GWEC) de 2019, o mercado eólico offshore global cresceu quase 30% ao ano entre 2010 e 2018, chegando a 23,1 GW em 2018. Além disso, segundo a Agência Internacional de Energia (IEA), a energia eólica offshore deve ser competitiva em relação aos combustíveis fósseis na próxima década. Projeta-se que o Custo Nivelado de Energia (LCOE) da eólica offshore diminua em quase 60% até 2040.

Na avaliação de Amaro Pereira, embora a geração eólica onshore seja mais barata, ela encontra limitações como a questão fundiária, conseguir terras adequadas. “A energia eólica offshore ainda é cara, mas tem benefícios que compensam o seu custo, dentre os quais a complementaridade em relação às outras fontes de energia”, afirma o professor.

Potencial é o dobro de toda a energia gerada atualmente no país

Erika Nogueira usou em sua pesquisa um modelo de otimização, criado por um ex-pesquisador do PPE, Johannes Schmidt, chamado Climate based Optimization of renewable Power Allocation (COPA), o qual associa informações hidrológicas, eólicas e de irradiações solares, com certas restrições de demanda e de transmissão de energia, de forma a obter o menor custo de expansão para o Sistema Interligado Nacional.

De acordo com o professor Amaro Pereira, a geração de energia eólica apresenta intermitência diária, “então se precisa simular as variações interdiárias. O COPA fazia essa medição e, assim, conseguimos captar essa complementaridade diária”.

“Como ela permite a avaliação horária, podemos ver bem a complementação com outras fontes de energia e a ferramenta me dá qual é o menor custo possível. Então, escolhi parques de 400 e 800 MW de capacidade de geração, que estão na média, na literatura internacional, subdividi o litoral brasileiro em 15 localidades e introduzi na COPA três distâncias em relação à costa”, complementa Erika.

O Brasil tem oito mil km de extensão litorânea e a sua Zona Econômica Exclusiva (área da costa sobre a qual o país detém exclusividade na exploração econômica) de 3,5 milhões de km², e, de acordo com Erika, “o potencial de aproveitamento energético do recurso eólico offshore brasileiro é estimado em 330,5 GW, já considerando as restrições sociais e ambientais, ou seja, quase o dobro do total instalado (174,7 GW) de todas as fontes no Brasil”.

Com as informações extraídas do COPA, foi possível identificar potenciais custos e benefícios da integração da fonte eólica offshore no SIN. No estudo, verificou-se uma complementaridade maior entre a geração eólica offshore no Nordeste e Sudeste e as hídricas nas regiões Sudeste/Centro Oeste, Nordeste e Norte. Além disso, há uma concentração de plataformas de petróleo em processo de descomissionamento nessas duas regiões. Apesar do subsistema Sul ter um fator de capacidade eólico offshore maior que o Sudeste, ele não tem esses dois últimos fatores favoráveis à implementação de projetos.

O objetivo do trabalho de Erika é dar informações aos tomadores de decisão para escolherem as melhores medidas alcançando um equilíbrio entre a demanda de energia da economia, as metas da mudança do clima e a integridade ambiental.