Água e Energia
Geração de Energia Elétrica com Água
A água total existente no planeta apresenta a seguinte distribuição: 97,5% – água salgada e 2,5% – água doce. Por sua vez, a água doce encontra-se nos seguintes percentuais: 69% em geleiras e neves eternas, 30% de água subterrânea, 0,7% em outras situações, tais como umidade do solo, pantanais e solos congelados, e 0,3% em rios e lagoas (Gleick, 1993). O Brasil, quinto país do mundo em superfície, possui 8% do total de água doce existente no mundo. Diante deste quadro verifica-se que, em nosso país, a fonte de energia mais abundante e de menor custo de geração tem sido de origem hidráulica.
A geração de energia hidrelétrica mundial aumentou em 502 bilhões de kWh entre 1987 a 1996, com uma média anual de 2,5%. Segundo a World Energy Council (1996), Canadá, Estados Unidos, Brasil, China e Rússia foram os cinco maiores produtores de hidroeletricidade em 1996. A soma da energia hidrelétrica gerada por estes países representa 51% do total mundial (Figura 1). Na Tabela 1, é apresentada a energia gerada por hidrelétricas, por cada um destes países, no período de 1990 a 1996, e o total gerado no mundo em bilhões de kWh.
De maneira geral, a produção de energia nas Américas Central e do Sul cresceu 8,8 quatriliões Btu entre 1987 a 1996, sendo que a produção de óleo bruto contribuiu para um acréscimo de 5,1 quatriliões Btu e a hidroeletricidade 1,8 quatriliões Btu.
Na área de energia, a geração hidrelétrica garante a produção de 91% da eletricidade consumida no Brasil, o equivalente a um valor aproximado de 10 bilhões de dólares/ano, se computado somente o aferido na etapa da geração de energia (Freitas, 1998).
O potencial hidrelétrico brasileiro conhecido, referente a janeiro de 1998, é de aproximadamente 260 GW, dos quais encontram-se em operação cerca de 22%, existindo portanto ainda um percentual de potencial hidrelétrico a ser aproveitado (ELETROBRÁS, 1999).
O Brasil, possuidor de 8% da água doce mundial, naturalmente é responsável pela manutenção e formação de uma consciência do uso racional deste recurso. O setor elétrico, o maior usuário da água sem caráter degradativo, mas como modificador do meio ambiente, possui um importante papel no gerenciamento dos recursos hídricos do país.
Descargas Elétricas
Para se elaborar estudos de inventário, projetos e construir reservatórios hidrelétricos se faz necessário um amplo conhecimento do meio ambiente, necessitando-se assim de informações sobre as condições e a evolução dos recursos hídricos. Para tanto, o Brasil possui uma rede hidrológica considerável, com 3.434 estações fluviométricas e 8.625 estações pluviométricas (destas, 1.614 fluviométricas e 2.268 pluviométricas são monitoradas pela ANEEL), possibilitando assim o estudo das águas para sua utilização (ver capítulo sobre Rede Hidrométrica).
No Brasil, a rede hidrometerológica ANEEL/MME, de maior importância do setor energético, demanda recursos da ordem de 15 milhões de dólares/ano para operação e gerenciamento, ou seja, 3,6% do montante dos recursos provenientes da Compensação Financeira e Royaties pagos pelas usinas hidrelétricas em operação no país.
Especialmente para o setor elétrico, as redes de coletas de informações proporcionam a elaboração de séries históricas que são fundamentais para a elaboração de projetos destinados ao aproveitamento ótimo energético dos cursos d’água, além do fornecimento de importantes subsídios para o estabelecimento de regras operativas para os reservatórios existentes.
Os primeiros registros da história da hidreletricidade no Brasil são dos últimos anos do Império, quando o crescimento das exportações do país, principalmente de café e de borracha culminaram com a modernização da infra-estrutura do país, tão necessária à produção e ao transporte de mercadorias.
A modernização dos serviços de infra-estrutura abrangiam, também, serviços públicos urbanos como linhas de bondes, água e esgoto, iluminação pública e a produção e distribuição de energia. Com o aumento das atividades industriais e da urbanização, o investimento na área de energia elétrica, ainda muito tímido, passou a ser bastante atrativo.
Nos primórdios, há relatos de pequenas usinas com pouca potência destinadas a usos privados em moinhos, serrarias e algumas tecelagens. A grande concentração dessas usinas ocorreu em Minas Gerais, disseminando-se na direção sudeste, até chegar a São Paulo.
Em 7 de setembro de 1889, às vésperas da proclamação da República, foi inaugurada a primeira usina hidrelétrica de maior porte destinada ao serviço público. A usina de Marmelo-0, com uma potência instalada de 250 kW, foi construída no rio Paraibuna com o objetivo de fornecer eletricidade para iluminação pública da cidade de Juiz de Fora/MG.
O excedente da energia gerada pelas usinas hidrelétricas era aproveitado em pequenas redes de distribuição implantadas por seus proprietários. Estas pequenas redes foram se expandindo pelas regiões vizinhas, chegando a motivar o aumento de potência de muitas usinas.
A evolução do parque gerador instalado sempre esteve intimamente atrelada aos ciclos de desenvolvimento nacional. Os períodos de maior crescimento econômico implicavam num aumento da demanda de energia e, conseqüentemente, na ampliação da potência instalada. Igualmente, as épocas recessivas afetaram diretamente o ritmo de implantação de novos empreendimentos.
Em síntese, entre 1880 e 1900, o aparecimento de pequenas usinas geradoras deveu-se basicamente à necessidade de fornecimento de energia elétrica para serviços públicos de iluminação e para atividades econômicas como mineração, beneficiamento de produtos agrícolas, fábricas de tecidos e serrarias. Neste mesmo período, a potência instalada aumentou consideravelmente, com o afluxo de recursos financeiros e tecnológicos do exterior para o setor elétrico. Predominando o investimento hidrelétrico, multiplicaram-se as companhias de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica nas pequenas localidades. As duas primeiras companhias de eletricidade sob controle de capital estrangeiro, que tiveram importância na evolução do serviço elétrico, são a Light e a AMFORP, instaladas nos dois centros onde nasceu a indústria nacional, São Paulo e Rio de Janeiro.
Até a virada do século predominou a geração de energia elétrica através de centrais termelétricas. Em 1901, com a entrada em operação da "Hydroelétrica de Parnahyba" (atual Edgar de Souza), primeira usina hidrelétrica da Companhia Light, este quadro mudou em favor da geração hidrelétrica. No ano de 1907, a Light iniciou a produção de energia elétrica para a cidade do Rio de Janeiro com a entrada em operação da usina hidrelétrica de Fontes no Ribeirão das Lajes, que, em 1909, era uma das maiores usinas do mundo em operação, com uma potência instalada de 24.000 kW.
A partir da década de 20, se fez necessária a ampliação do parque gerador no intuito de atender aos constantes aumentos de consumo de energia elétrica demandados pelo desenvolvimento do setor industrial. Durante essa década a capacidade geradora instalada foi duplicada, sendo que em 1920, dos 475,7 MW instalados, cerca de 77,8% já eram de origem hídrica. Na segunda metade da década de 20, as empresas Amforp e Light assumem o controle acionário de maior parte da empresas de energia elétrica atuantes no país.
Assim, em 1930, praticamente todas as áreas mais desenvolvidas do país, e também aquelas que apresentaram maiores possibilidades de desenvolvimento, caíram sob o monopólio dessas duas empresas restando, fora de seus alcances, apenas poucas áreas, inexpressivas, tais como os estados das regiões Norte e Nordeste. No interior destes estados continuaram operando numerosas empresas de porte reduzido, muitas mantidas pelas prefeituras, as quais atendiam o pequeno consumo local. A mudança de governo na década de 30, trouxe uma nova forma de administrar os recursos hídricos, que passaram a ser considerados como de interesse nacional.
O Estado passa a intervir neste setor diretamente, assumindo o poder concedente dos direitos de uso de qualquer curso ou queda d’água com a assinatura do Código das Águas de 1934, em vigor até os dias atuais. Também neste período foi criado o Conselho Nacional de Águas e Energia Elétrica (CNAEE), órgão federal responsável pela tarifação, organização, controle das concessionárias, interligação entre as usinas e sistemas elétricos. Ainda na década de 30, os governos federal e estadual passam a ser acionistas e proprietários das empresas geradoras e distribuidoras.
Ao final da década de 30, com a deflagração da Segunda Guerra Mundial em 1939, o país passa por uma crise no setor elétrico devido à falta de investimentos estrangeiros e à baixa produção de equipamentos para centrais hidrelétricas. Assim, no período seguinte, de 1939 a 1947, há apenas um registro de ampliação do parque gerador, o de Ribeirão da Lages. O crescimento da capacidade instalada só foi retomada após o término da Grande Guerra.
A década de 50 inaugura um longo período caracterizado por empréstimos recebidos do Banco Mundial, que favoreceram a implantação de grandes empreendimentos nacionais e binacionais nas décadas seguintes.
Já a década de 60 é marcada pela reformulação dos órgãos federais, pela criação do Ministério das Minas e Energia (MME) e das Centrais Elétricas Brasileiras SA (ELETROBRÁS). O Grupo ELETROBRÁS era formado por quatro empresas controladas de âmbito regional: FURNAS, CHESF, ELETROSUL e ELETRONORTE, e por duas empresas de âmbito estadual LIGHT e ESCELSA. A criação destes órgãos, aliados aos estudos hidroenergéticos desenvolvidos a partir de 1962, consolidou a estruturação do setor elétrico.
Acompanhando o crescimento da economia brasileira das últimas décadas, principalmente nos anos 80, os sistemas de geração e transmissão nacional tiveram que crescer muito para atender às novas demandas de energia com a qualidade e a confiabilidade necessárias ao desenvolvimento do país. Na Tabela 4 estão discriminadas as potências instaladas, com as respectivas taxas de crescimento, no período de 1920 a 1998, e a previsão de ampliação, de 1999 até 2008, segundo o Plano Decenal de Expansão 1999/2008 (ELETROBRÁS, 1998).
Apesar da elevada participação da fonte hidráulica no sistema elétrico nacional, as enormes distâncias entre os diversos centros de demanda estimularam a geração térmica em áreas isoladas com carência de bons potenciais hidráulicos.
Somente a partir da interligação das regiões do país antes isoladas, e devido ao elevado preço internacional do petróleo observado nas décadas de 70 e 80, o crescimento na geração térmica passou a ser cada vez menor, até se tornando negativo em 1984. As condições hídricas favoráveis do território brasileiro, aliadas à indisponibilidade de outras fontes energéticas, como o gás natural, o carvão e derivados do petróleo, levaram a se investir maiores recursos na implantação de usinas hidrelétricas.
