BIBLIOTECA VIRTUAL de Derecho, Economía y Ciencias Sociales

ENERGIA, ECONOMIA, ROTAS TECNOLÓGICAS. TEXTOS SELECIONADOS

Yolanda Vieira de Abreu y otros




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10.3.3 Aspectos Positivos e Negativos

De modo geral, as CaCs apresentam vantagens em relação aos motores de combustão interna e outras máquinas térmicas utilizados para a geração elétrica. Essas vantagens estão associadas aos aspectos positivos dessa tecnologia, que incluem os listados a seguir, além dos já mencionados benefícios da utilização genérica da GD.

(1) Alta eficiência energética: As CaCs convertem a energia química do combustível diretamente em energia elétrica, sem a transformação intermediária em energia térmica que ocorre em outros casos. A conseqüência disso é que as CaCs apresentam eficiência que pode ser maior que o dobro da apresentada pelos motores de combustão, conforme mostra a figura 15, e isso significa um quociente entre energia gerada e combustível utilizado mais favorável às CaCs. Nessa figura, a expressão “Pilhas a combustível” é utilizada para designar CaCs, e poder calorífico inferior é a quantidade de calor que pode ser produzida por 1 kg de combustível, quando este entra em combustão com excesso de ar, e os gases de descarga são resfriados até o ponto de ebulição da água, evitando, assim, que a água contida na combustão seja condensada.

(2) Alta eficiência em carga parcial: As CaCs possuem eficiência alta mesmo quando operam com carga baixa, ao contrário do que ocorre com os motores de combustão, que apresentam as maiores eficiências quando operam com potência próxima à nominal.

(3) Baixo impacto ambiental: Devido à maior eficiência na transformação de energia, as CaCs, quando alimentadas com hidrocarbonetos, geram menos CO2 por unidade de energia gerada que os motores de combustão; além disso, geram menos poluentes locais e regionais, como CO, hidrocarbonetos volatilizados, SOx, NOx e particulados. Com isso, elas contribuem para a redução dos gases causadores do efeito estufa e para a diminuição da poluição da atmosférica. Adicionalmente, a utilização de CaCs em substituição a baterias e pilhas usadas em equipamentos eletrônicos reduz o impacto poluidor que o descarte destes componentes causa nos aterros sanitários e lençóis freáticos. Finalmente, algumas CaCs, como as que utilizam o H2 como combustível, simplesmente não têm operação poluente e, se são utilizadas em substituição a outra forma poluente de geração, reduzem em 100% a emissão de gases nocivos ao ambiente.

(4) Reduzida poluição sonora: As CaCs não possuem peças móveis, embora seus periféricos possam utilizar compressores, e não realizam explosões; por isso, são mais silenciosas que os motores de combustão. Essa característica aumenta bastante a possibilidade de geração de energia elétrica em residências, tal como já ocorre com a utilização dos painéis fotovoltaicos, e, com a ampliação do uso das CaCs em veículos automotores, deve contribuir muito para a redução da poluição sonora no trânsito.

(5) Alta confiabilidade: Uma vez que não possuem peças móveis, as CaCs sofrem menor desgaste das partes, e a necessidade de manutenção é diminuída, reduzindo custos e aumentando a disponibilidade do equipamento, especialmente nas células de baixas temperaturas. A característica modular também contribui para aumentar a confiabilidade e a disponibilidade das CaCs. Todavia, a utilização de combustível com características inadequadas pode ser extremamente prejudicial a elas.

(6) Bom desempenho operativo: Essa característica decorre da alta eficiência, da alta confiabilidade e do atendimento adequado ao propósito de suprir energia elétrica a uma carga.

(7) Montagem em módulos: As CaCs são constituídas por arranjos em paralelo de módulos, o que confere às CaCs grande flexibilidade para serem produzidas com diferentes potências. Adicionalmente, a estrutura modular: facilita e torna menos onerosa a manutenção; aumenta a disponibilidade do equipamento, melhorando o desempenho no quesito confiabilidade; permite adequar melhor a expansão da geração ao aumento de carga, considerando-se tanto quantidade quanto velocidade; e aumenta a suscetibilidade de produção em massa.

(8) Possibilidade de dispersão das centrais: Isso decorre da possibilidade da instalação das CaCs em áreas urbanas ou rurais, caracterizando aumento da distribuição da geração e, conseqüentemente, agregando o valor dos benefícios da utilização da GD.

(9) Possibilidade de co-geração: Especialmente nas CaCs de alta temperatura, o calor gerado pode ser utilizado para diversas finalidades, como, por exemplo, aquecer ambientes, aquecer água, gerar vapor, gerar eletricidade e aquecer outros equipamentos, tais como reformadores. A eficiência energética de uma CaC de alta temperatura em conjunto com uma turbina a gás pode chegar a mais de 70%; quando o calor também é utilizado, a eficiência energética aproxima-se de 85%.

(10) Flexibilidade de combustível: As CaCs podem operar com diversos combustíveis além do hidrogênio, renováveis ou não, tais como derivados de combustíveis fósseis — gás natural, destilados de petróleo, gás liquefeito de petróleo (GLP), gás de síntese da gaseificação do carvão —, álcoois — principalmente metanol e etanol —, gases resultantes da gaseificação da biomassa e de nitrogenados — amônia e hidrazina. Quando utilizados, esses combustíveis são inicialmente submetidos a uma reação com o vapor, em um processo conhecido como reforma catalítica. Em seguida, o gás resultante desse processo reage com o oxigênio no interior da célula produzindo principalmente água, calor e energia elétrica, sem a ocorrência da combustão. Comparado com a combustão tradicional, este processo realiza-se com eficiência significativamente mais alta e com baixíssima emissão de gases poluentes. Nas CaCs de alta temperatura, é possível realizar internamente a reforma dos hidrocarbonetos e álcoois, mas já existem equipamentos, desenvolvidos ou em fase final de desenvolvimento, que permitem gerar hidrogênio a partir desses combustíveis para a alimentação das CaCs que operam em temperaturas mais baixas.

(11) Flexibilidade de aplicação: As CaCs podem ser aplicadas nas mais diversas áreas hoje atendidas por baterias, pilhas e sistemas de geração convencionais. As aplicações embarcadas incluem motos, carros, caminhões, ônibus, trens, aviões, veículos militares e navios — Canadá, Alemanha, Espanha, China, Austrália e EUA já utilizam ônibus que possuem CaC. As aplicações estacionárias incluem sistemas de segurança do tipo no-break, geração isolada ou conectada à rede elétrica, desde poucos quilowatts até dezenas de megawatts — as CaCs já fornecem energia limpa e eficiente a fazendas, hospitais, shopping centers e indústrias em todo o mundo, inclusive no Brasil, como é caso das cidades de São Paulo, do Rio de Janeiro e de Curitiba. Há também a possibilidade de uso em equipamentos portáteis, tais como telefones celulares, palmtops, latpots e outros equipamentos alimentados por baterias ou pilhas. Outra possibilidade é o uso múltiplo, como, por exemplo, fazer uso da energia elétrica gerada com CaC em um automóvel para alimentar uma residência.

No atual estágio do desenvolvimento das CaCs, os principais aspectos negativos incluem os apresentados a seguir. Porém, muitos autores acreditam que essas desvantagens possam ser muito atenuadas em pouco tempo, tornando as CaCs ainda mais atrativas para a solução de determinados problemas de suprimento de energia elétrica.

(1) Custo inicial elevado, em comparação com outras formas de geração elétrica, decorrente do emprego de materiais nobres.

(2) Tecnologia ainda não-popularizada.

(3) Falta de infra-estrutura e de suporte.

(4) Suscetibilidade à contaminação pela ação de alguns componentes existentes no combustível.

(5) Desempenho dependente de vários fatores: O desempenho de uma CaC depende, obrigatoriamente, de variáveis como a temperatura, a pressão, a constituição dos gases e as interações dela com o sistema onde está instalada, aumentando a vulnerabilidade a problemas de desempenho.

(6) Confiabilidade e suportabilidade a condições adversas ainda não demonstradas.

(7) Necessidade de processamento e de reforma do combustível: De fato, em alguns casos, há essa necessidade, que eleva o custo do sistema e aumenta as complicações operativas.


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