Revista Brasileira de Energia

A expansão da rede de transmissão decorrente da atual mudança do sistema elétrico brasileiro

2025-03-11T12:15:47-03:00

O conceito atual de transição energética, de forma mais ampla, é entendido como um processo em que ocorre a substituição das fontes de origem fóssil por fontes renováveis e mais limpas de geração de energia. Dentro deste contexto, a discussão sobre a forma de transmissão da eletricidade gerada e seu armazenamento é relevante para o avanço das iniciativas em prol da transição energética. Dito isto, este trabalho traz uma análise do papel da infraestrutura da rede de transmissão e os impactos gerados por essa na matriz elétrica brasileira. O foco do trabalho concentra-se após a criação e iniciativas do governo brasileiro de oferecer subsídios para o desenvolvimento das fontes renováveis de energia, em especial a eólica e a solar fotovoltaica. Como resultado inicial destacamos a necessidade de investimento na expansão e modernização das redes para: (i) garantir a segurança do escoamento da geração com as fontes energia eólica e solar fotovoltaica na rede elétrica e (ii) conferir flexibilidade e resiliência para a transição energética, mesmo com atual excedente de geração de energia elétrica no Brasil.

Análise da sustentabilidade das fontes de geração de energia elétrica no Brasil: um estudo comparativo com base em indicadores

2025-03-11T09:21:20-03:00

Encontrar a matriz elétrica ideal de um país é um desafio complexo que envolve aspectos econômicos, sociais e ambientais. A análise das alternativas de geração de energia elétrica, considerando suas vantagens e desvantagens, é essencial para um modelo sustentável e resiliente. Indicadores de sustentabilidade são cruciais para avaliar essas opções, permitindo uma comparação robusta e científica. Este estudo propõe indicadores para analisar as fontes de energia, fornecendo subsídios para decisões no planejamento energético. Com base em uma revisão bibliográfica, foram selecionados indicadores consistentes, mensuráveis e independentes, abrangendo aspectos econômicos, tecnológicos, ambientais e sociais. Alguns dos indicadores utilizados foram o custo de eletricidade, capacidade de resposta à demanda, uso do solo, consumo de água, externalidades, geração de empregos e aceitação pública. Após a normalização dos dados e atribuição de pesos em uma análise multicritério, a pontuação final das tecnologias foi obtida. Hidrelétrica, nuclear e eólica onshore se destacaram positivamente, enquanto carvão e biomassa tiveram as piores pontuações. Portanto, este estudo demonstra que o uso de indicadores de sustentabilidade facilita a comparação entre fontes de energia e apoia decisões fundamentadas para a escolha de opções alinhadas com critérios de sustentabilidade, contribuindo para um modelo energético mais sustentável.

Análise de viabilidade técnica e econômica da reconfiguração de rede de distribuição de energia elétrica com fontes renováveis considerando BESS

2025-03-11T09:21:21-03:00

Este trabalho prospecta a viabilidade técnica e econômica da integração de fontes renováveis, notadamente Geração Fotovoltaica (GF) na rede de distribuição elétrica. A metodologia adotada envolveu a Reconfiguração da Rede de Distribuição de Energia Elétrica (RRDEE) simultaneamente com a incorporação de Battery Energy Storage Systems (BESS). O escopo do trabalho é a implementação em um sistema de 33 barras, estabelecendo diferentes cenários prospectivos. Ao adotar uma abordagem prospectiva, buscou-se posicionar este estudo como um catalisador para o avanço da transição energética, promovendo a eficiência e a confiabilidade na rede de distribuição. As análises realizadas forneceram direcionamento estratégico para as empresas, guiando a implementação de soluções inovadoras em consonância com as demandas futuras do setor elétrico.

Análise do fator de energia primária, emissão e intensidade do uso do solo na geração de energia elétrica com hidrogênio em países Sul-Americanos

2025-03-12T14:54:42-03:00

O Hidrogênio (H₂) se destaca como uma alternativa para armazenar eletricidade excedente em uma cadeia associada com produção de H₂ em eletrolizadores, seu armazenamento e posterior reconversão em eletricidade em células a combustível. O presente trabalho avalia a viabilidade do emprego desta cadeia na geração elétrica no Brasil, Argentina, Chile e Paraguai, avaliada pelas métricas de fator de energia primária (FEP), fator de emissão da matriz elétrica (FEME) e intensidade do uso da terra (I). Paraguai e Brasil apresentam os menores FEPs para a cadeia do H₂ devido à predominância da hidroeletricidade (4,5 ± 1,0 MWh_p/MWh_e e 5,6 ± 1,1 MWh_p/MWh_e, respectivamente), seguido pela Argentina (6,6 ± 0,7 MWh_p/MWh_e), com significativa geração baseada em gás natural, e o Chile, com o indicador mais elevado (7,6 ± 0,9 MWh_p/MWh_e), em função da baixa eficiência de conversão da energia solar. O desempenho da cadeia depende mais da eficiência de conversão dos sistemas do que da natureza renovável ou fóssil das fontes. Os menores valores de FEME são registrados no Brasil (84,0 ± 12,0 kg CO_2-eq/MWh) e no Paraguai (21,1 ± 16,9 kg CO_2-eq/MWh), mas eles são penalizados pelo maior uso de terra (191,0 ± 64,1 m²/MWh e 201,8 ± 99,5 m²/MWh, respectivamente), em contraste com o Chile (111,9 ± 28,3 m²/MWh) e a Argentina (78,4 ± 22,3 m²/MWh). O Brasil e o Paraguai podem se beneficiar do uso do H₂ devido à maior eficiência e mais baixa emissão de sua geração elétrica, tornando-o uma de suas estratégias para alcançar a transição energética.

Análise dos impactos do fenômeno El Niño oscilação sul ciclo 2023/2024 no cenário hidrológico e consumo no SIN

2025-03-12T10:41:51-03:00

O El Niño Oscilação Sul (ENOS) tem seus impactos amplamente documentados em termos de precipitação e temperatura em diferentes regiões do Brasil. Na fase positiva do ENSO, El Niño, comumente é registrado um aumento das chuvas no Sul do Brasil, déficits de precipitação na faixa Norte/Nordeste do país e aumento das temperaturas no Sudeste. Enquanto na fase negativa do ENOS, La Niña, é esperado déficit de precipitação no Sul do Brasil e aumento das chuvas na faixa Norte/Nordeste do país. Nos últimos 12 anos foram observadas fases positivas e negativas do ENOS, impactando diretamente em importantes variáveis do setor elétrico. Este trabalho tem o objetivo de avaliar os impactos do ENOS 2023/2024 no setor elétrico brasileiro. Os ciclos dos períodos úmidos de 2021/2022 e 2022/2023 apresentaram precipitações expressivas e afluências amplamente favoráveis nos submercados Sudeste/Centro-Oeste, Nordeste e Norte; consequentemente, foi registrado um replecionamento do SIN, com armazenamento chegando a 85% do volume útil no final de março de 2023. O fenômeno El Niño esteve configurado a partir do trimestre AMJ/2023; diante desse contexto, as precipitações passaram a ser deficitárias na faixa Norte e Nordeste e a apresentar valores expressivos no Sul do país. Ademais, as temperaturas passaram a apresentar anomalias positivas na maior parte do país e com episódios de ondas de calor. Diante desse cenário, este trabalho apresenta uma análise das consequências do ENOS ciclo 2023/2024 em termos de precipitação, vazão e armazenamento do SIN, relação entre o aumento das temperaturas e acréscimo do Consumo.

Desafios regulatórios relacionados à transmissão de energia para a viabilização de um mercado de hidrogênio verde síncrono no Brasil

2025-03-11T11:47:55-03:00

Um dos quesitos para garantir a origem renovável exigida pelas principais certificações internacionais é a sincronicidade da produção do hidrogênio com a geração de eletricidade na planta contratada. Dessa forma, a transmissão tem um papel importante para o transporte de eletricidade desde as regiões de elevado potencial renovável até as plantas de eletrólise. O objetivo deste estudo é avaliar o arcabouço regulatório relacionado aos aspectos de transmissão no Brasil e identificar possíveis lacunas regulatórias para o desenvolvimento de um mercado de hidrogênio verde síncrono. Para isso, foi realizado um levantamento bibliográfico de documentos referentes à regulação do setor elétrico brasileiro e sua operação. Os resultados apresentam os principais desafios relacionados à transmissão de eletricidade, seja por limites operativos (constrained-off e margens de escoamento) ou por questões de tarifação de uso da rede, e uma discussão sobre como os órgãos responsáveis têm atuado para solucionar essas questões. O estudo mostrou que a maioria dos desafios identificados são relacionados à transformação do setor, e surgem com o aumento da participação de fontes renováveis de energia na matriz. Além disso, há uma constante adaptação da regulação e da operação para endereçar esses desafios e minimizar os prejuízos para as partes interessadas.

Drenagem ácida de minas de carvão como potencial fonte para extração de elementos terras raras

2025-03-11T09:21:21-03:00

A drenagem ácida de mina (DAM) é um passivo ambiental associado à extração e beneficiamento do carvão mineral. A lama proveniente do tratamento de DAM foi apontada como potencial fonte para extração de elementos terras raras (ETR) e pode significar uma nova receita a partir de um resíduo da mineração, ação alinhada aos objetivos de transição energética justa. Nesse contexto, 20 locais contaminados com DAM na região da Bacia Carbonífera de SC foram caracterizados quanto a presença desses elementos e em relação a suas características majoritárias. Vários destes apresentaram concentrações significativas de ETR, atingindo valores da ordem de 2,05 mg/L. De maneira geral, a concentração de ETR encontrada está diretamente ligada ao pH das amostras, sendo que quanto menor o pH, maior a concentração de ETR. Além disso, uma amostra foi processada em maior volume, a qual foi oxidada e precipitada (nas faixas de pH de 4,5-5,0 e 8,5-9,0). A precipitação em faixas concentrou o primeiro precipitado em ferro, e o segundo precipitado em manganês e elementos terras raras, confirmando sua faixa de precipitação para pHs mais elevados. Com concentração de 15267,1 mg/kg, a amostra foi levada para o processo de lixiviação e produção da solução enriquecida em ETR (denominada PLS). Essa solução apresentou concentração de cerca de 470 mg/L, cerca de 400 vezes mais que a amostra de DAM inicial (1,14 mg/L), e é o produto final do beneficiamento da DAM, bem como material de entrada para a extração empregando a rota hidrometalúrgica convencional.

Geospatial planning for the rural electrification of the Amazon - Suriname case study

2025-03-12T10:51:39-03:00

A zona rural na Amazônia é uma das regiões da América do Sul com a menor taxa de acesso à eletricidade. Sistemas de informação geográfico com a dispersão populacional, infraestrutura atual de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, características e especificidades socioeconômicas das comunidades, além de dados ambientais e geofísicos, podem ser usados para planejar projetos de eletrificação rural. Ferramentas geoespaciais de código fonte aberto e dados abertos podem ser usadas para este planejamento. O "Energy Access Explorer (EAE)" é uma plataforma geoespacial interativa que usa análise multicritério espacial para identificar áreas prioritárias para intervenção de acesso à energia. Complementar ao EAE, o "Open Source Spatial Electrification Tool (OnSSET)" é uma ferramenta geoespacial desenvolvida para identificar a opção de eletrificação rural com o menor custo para as comunidades rurais, escolhendo entre as opções de extensão da rede de distribuição, instalação de mini redes com geração descentralizada ou instalações domiciliares individuais. Este trabalho apresenta um estudo de caso de Suriname usando EAE para priorizar áreas e comunidades prioritárias para instalação de projetos de eletrificação, e OnSSET para estimar o custo nivelado de energia para as diversas opções de atendimento dessas regiões. O resultado mostra que EAE pode ser usado como uma ferramenta de seleção de prioridade para políticas públicas e assim diminuir a interferência política. A metodologia bottom-up usada no EAE e OnSSET para Suriname podem ser usadas para outras regiões na Amazônia, com as mesmas densidades populacionais e padrões de ocupação geográficas.

Geração fotovoltaica sob a perspectiva do planejamento de experimentos

2025-03-11T09:21:22-03:00

A energia solar fotovoltaica vem apresentando forte crescimento nos últimos anos por ser uma energia limpa, renovável, competitiva e acessível. Neste contexto, o Planejamento de Experimentos (DoE) tem como premissa a análise, modelagem e otimização de experimentos, com confiabilidade estatística, economia de dados e custos. Desta forma, foi analisada a geração fotovoltaica em função das variáveis meteorológicas: radiação solar, temperatura, velocidade do vento e umidade relativa do ar, bem como a influência isolada e combinada de cada fator, com o objetivo de validar o modelo em condições incontroláveis e definir o ponto ótimo de operação. Os gráficos de Pareto e as Superfícies de Resposta embasam as equações de potência geradas, permitindo a previsão de resultados e estimativas futuras, assim como a definição dos pontos de ótimo técnico e econômico. Além disso, o estudo de caso demonstrou a validade do DoE em ambiente aberto e na operação dos painéis, possibilitando a identificação de ruídos ao longo das análises, tais como velocidade do vento e umidade relativa do ar. São situações ainda pouco exploradas na literatura, mesmo com alta eficiência na análise de ruídos e com potencial para contribuir no diagnóstico de falhas e em estudos preliminares para a implementação de novos projetos.

Recuperação energética dos resíduos da cadeia produtiva de eucalipto no estado de Minas Gerais por rota termoquímica

2025-03-11T09:21:22-03:00

Diversos estudos buscam melhorar os processos de gaseificação. Neste sentido, processos de simulação e modelagem são extremamente necessários, pois permitem uma variação de parâmetros para respostas otimizadas, além de apresentar um custo relativamente baixo. O presente trabalho utilizou resultados de uma simulação para propor centrais de geração de energia elétrica movidas a gás de síntese. Destaca-se que o resultado utilizado derivou de uma simulação na qual a umidade da biomassa de eucalipto era de 6%, o agente de gaseificação era oxigênio e a razão de equivalência foi de 0,11; o gás de saída apresentou um PCI de 8,08 MJ*kg^-1. A aplicação desse gás em um motor adaptado para queima de gás acoplado a um gerador, com um rendimento combinado de 28%, possibilitou a geração de 3.488,65 GWh de energia elétrica com o resíduo da cadeia produtiva de Eucalipto no estado de Minas Gerais. A eletricidade seria gerada em usinas alocadas próximas aos centros de geração de biomassa. Ao todo foram alocadas 91 usinas com potência instalada entre 4,5 a 5 MW, e foi considerada a injeção de energia elétrica na rede de distribuição através da normativa 482 da ANEEL. Com os resultados obtidos, fica evidente que a utilização de resíduos de biomassa para geração de eletricidade pode ser uma solução para pequenos municípios em regiões remotas.