Grupo de Economia da Energia

A matriz energética nacional

In energia on 28/10/2013 at 00:15

Por Ronaldo Bicalho

bicalho102014Para acompanhar a discussão sobre a evolução da matriz energética brasileira é imprescindível conhecer uma publicação editada pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE) e Ministério de Minas e Energia (MME): O Balanço Energético Nacional (BEN).

O relatório consolidado do Balanço Energético Nacional apresenta, anualmente, a contabilidade relativa à oferta e o consumo de energia no Brasil, contemplando as atividades de extração de recursos energéticos primários, sua transformação em formas secundárias, a importação e exportação, a distribuição e o uso final da energia.

O documento final do BEN é disponibilizado no segundo semestre do ano posterior ao ano base. Dessa forma, os dados consolidados para o ano passado (2012) ficaram disponíveis no segundo semestre de 2013. Contudo, como forma de disponibilizar estatísticas energéticas ainda no primeiro semestre, a EPE elabora o documento intitulado “Resultados Preliminares do BEN”, cuja edição de 2013 – ano base 2012 – ficou disponível no seu site, até a publicação no segundo semestre dos atuais dados consolidados .

Além de trazer os resultados do ano anterior, o BEN traz uma série de balanços consolidados que cobre o período que vai de 1970 até o último ano disponível, que, no momento, é 2012. Portanto, são mais de quarenta anos de dados sobre a maneira como a energia vem sendo produzida, transformada e utilizada no Brasil.

Nesse sentido, o BEN constitui uma base de dados muito interessante para quem acompanha as discussões sobre energia. Para que se possa aproveitá-la plenamente, é necessário conhecer alguns conceitos-chave na sua construção, que facilitam a compreensão do alcance desse instrumento.

Utilização, transformação e produção de energia

Em primeiro lugar, cabe lembrar que a energia não é usada diretamente. É preciso que haja sempre algum dispositivo que converta a energia contida nas diversas fontes na forma de energia que se necessita. Assim, é necessário o aquecedor para converter a energia contida no gás no calor necessário para aquecer água para se tomar o banho quente. Aqui surgem dois conceitos importantes: energia final e energia útil. A primeira é a energia que colocamos à disposição do usuário e a segunda é a energia que esse usuário efetivamente aproveita; ou seja, a primeira é a energia contida no gás que ele consumiu, a segunda é a energia que ele realmente aproveitou na forma de calor.

A partir desses dois conceitos define-se um outro conceito chave: o rendimento na utilização. Esse rendimento pode variar com o uso, com a fonte e com a tecnologia presentes nessa utilização de energia.

Em termos dessa utilização, a energia contabilizada pelo BEN é a energia final; ou seja, a energia que é colocada à disposição do consumidor. Como esse consumidor vai usá-la, para que uso e com que eficiência, é um tipo de informação que não está disponível no balanço; já que o quadro contábil descreve o fluxo de energia até a “porta” do consumidor. Por isso, o BEN é um tipo de balanço chamado balanço de energia final. Para descrever o que acontece depois, é necessário um outro tipo de balanço: o balanço de energia útil. Porém, cabe salientar que pode-se encontrar essas informações não nos quadros contábeis, mas em uma seção à parte, na própria publicação, que cuida exatamente dessas informações.

No BEN, o consumo final energético é aberto para os seguintes setores: setor energético, residencial, comercial, público, agropecuário, transporte (rodoviário, ferroviário, hidroviário e aeroviário) e industrial (cimento, ferro-gusa e aço, Ferroligas, mineração e pelotização, não-ferrosos e outros da metalurgia, química, alimentos e bebidas, têxtil, papel e celulose, cerâmica e outros).

Em segundo lugar, é importante lembrar que para que as fontes de energia sejam utilizadas nos equipamentos hoje disponíveis é preciso adequá-las ao uso nestes equipamentos. Assim, não dá para pegar o petróleo e jogá-lo diretamente no motor. É necessário transformar esse petróleo em gasolina para que ele possa ser utilizado nos carros. Essa transformação define dois outros conceitos: energia primária e energia secundária. A primeira é a energia como ela é extraída da natureza e a segunda é aquela que sofreu algum tipo de transformação nos chamados centros de transformação: refinarias, centrais elétricas, destilarias de álcool, etc., para adequá-la ao uso.

A partir desses conceitos é possível definir mais um conceito: o rendimento na transformação. rendimento esse que varia em função do tipo de transformação, das fontes transformadas e da tecnologia empregada. Diferentemente do rendimento de utilização, o rendimento de transformação é explicitado pelo BEN.

No BEN, as fontes primárias são as seguintes: Petróleo, Gás Natural, Carvão Vapor, Carvão Metalúrgico, Urânio (U3o8), Energia Hidráulica, Lenha e Produtos da Cana (Melaço, Caldo-de-Cana e Bagaço) e outras fontes primárias (Resíduos Vegetais e Industriais para Geração de Vapor, Calor, energia solar, eólica e Outros).

Já as fontes secundárias são as seguintes: Óleo Diesel, Óleo Combustível, Gasolina (Automotiva e de Aviação), GLP, Nafta, Querosene (Iluminante e de Aviação), Gás (de Cidade e de Coqueria), Coque de Carvão Mineral, Urânio Contido no UO2 dos Elementos Combustíveis, Eletricidade, Carvão Vegetal, Álcool Etílico, (Anidro e Hidratado) e Outras Secundárias de Petróleo (Gás de Refinaria, Coque e Outros). Além disso, são consideradas como fontes secundárias os Derivados de Petróleo que, mesmo tendo significativo conteúdo energético, são utilizados para outros fins (Graxas, Lubrificantes, Parafinas, Asfaltos, Solventes e Outros) e o Alcatrão obtido na transformação do Carvão Metalúrgico em Coque.

No que diz respeito aos centros de transformação, o BEN considera os seguintes: Refinarias de Petróleo, Plantas de Gás Natural, Usinas de Gaseificação, Coquerias, Ciclo do Combustível Nuclear, Centrais Elétricas de Serviço Público e Autoprodutoras, Carvoarias e Destilarias. Além desses centros são consideradas outras transformações que incluem os efluentes (produtos energéticos) produzidos pela indústria química, quando do processamento da Nafta e outros produtos Não-Energéticos de Petróleo.

Em terceiro lugar, cabe lembrar que para que as energias primárias possam ser utilizadas diretamente ou transformadas, é preciso extrair o petróleo, o gás, o carvão e o urânio do subsolo, armazenar a água em grandes reservatórios, plantar e abater as árvores e a cana, enfim dar as condições mínimas para que a energia contida nos recursos energéticos – renováveis e não renováveis – seja direcionada para a transformação ou, em alguns casos, para a utilização final. Essas atividades constituem a produção de energia primária e são explicitadas pelo BEN.

Em função disso, quando se fala em produção de energia no Balanço Energético, está se falando nessa produção de energia primária. A “produção” de energia secundária (por exemplo, produção de gasolina na refinaria) não é considerada como sendo produção de energia, mas como uma saída do processo de transformação; portanto, encontra-se em outro ponto do fluxo de energia – transformação – que não é a produção de energia. Nesta última são contabilizadas apenas a produção de energia primária.

Na produção tem-se , de um lado, os recursos naturais, de outro, a energia primária. Nesse nível da cadeia energética é possível identificar mais um rendimento: o rendimento na produção. Rendimento esse que varia com o tipo de extração, com a fonte e com as tecnologias empregadas. Esse rendimento não é explicitado pelo BEN. Para uma descrição mais detalhada dos recursos, das reservas e dos potencias energéticos é preciso um balanço chamado de balanço de recursos e reservas. O BEN começa a descrição dos fluxos energéticos na produção, portanto não incorpora no quadro contábil os recursos e os potenciais energéticos do país. Contudo, assim como as informações sobre o uso da energia, esses dados se encontram em uma seção à parte, na própria publicação, que disponibiliza exatamente essas informações.

A descrição dos fluxos

A matriz consolidada do BEN apresenta as diferentes operações sofridas pelo fluxo de energia nas suas linhas; já as colunas representam as fontes e os agregados.

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Para acessar as matrizes consolidadas no site da EPE, clique aqui.

O sentido do fluxo no balanço vai da produção para o consumo final. Assim, todas as operações que agregam energia a esse fluxo, colocando mais energia à disposição do consumidor final, têm sinal positivo, e todas aquelas operações que retiram energia desse fluxo, retirando energia disponível para o consumidor final, têm sinal negativo. Assim, para o BEN a importação tem sinal positivo enquanto a exportação tem sinal negativo; se a energia vai para o estoque, saindo do fluxo que vai ao consumidor final, ela vai com sinal negativo, se ela sai do estoque, desaguando no fluxo que vai ao consumidor final, ela sai com sinal positivo; se o petróleo entra em um centro de transformação (refinaria), entra com o sinal negativo, ao passo que o derivado que sai da refinaria carrega o sinal positivo.

Em função dessa lógica, todo o consumo deve ter o sinal negativo; contudo, por uma simples questão de apresentação gráfica, todo o consumo no BEN aparece com o sinal positivo. Porém, o sinal negativo está implícito.

Em termos de operações, o BEN pode ser dividido em três balanços: oferta, transformação e consumo.

O balanço de oferta sintetiza as operações que levam à quantidade de energia colocada à disposição da sociedade para ser consumida e/ou transformada. Nesse balanço temos como operações: a produção (+), a importação (+), a variação de estoque (+/-), exportação(-), não-aproveitada (-), reinjeção (-). A linha que sintetiza o conjunto dessas operações é a Oferta Interna Bruta de energia. Aqui você encontra a quantidade de energia que está disponível para o país consumir diretamente (como é o caso da lenha) ou transformar (como é o caso do petróleo). Essa linha é que define a participação das diferentes fontes de energia na matriz energética. Na verdade, ela é uma das linhas mais importantes do balanço, junto com o total de transformação e o consumo total.

Um pequeno comentário sobre o balanço de oferta. Por definição, não existe produção de energia secundária. Por isso, a linha de produção de energia secundária no balanço apresenta todos os valores iguais a zero. Toda a produção de energia secundária aparece no balanço de transformação como saídas (com sinal positivo) dos centros de transformação. Enfim, lembrando mais uma vez, produção no balanço energético é só a produção de energia primária.

Em termos das colunas, o balanço de oferta é feito para todas as fontes, primárias e secundárias, e apresenta três grandes agregados: o total de energia primária; o total de energia secundária e a energia total. Dessa forma, pode-se dizer que nós temos um balanço de oferta de energia primária, um balanço de oferta de energia secundária e um balanço de oferta de energia total.

O balanço de transformação descreve as operações nos centros de transformações. Nesse balanço nós temos quanto de energia é processada em cada centro (sinal negativo) e quanto de energia é produzida em cada um deles (sinal positivo). Além disso, esse balanço traz uma informação chave: a perda na transformação. Esta informação aparece na última coluna no balanço (Total), com um sinal negativo.

Cabe lembrar que nos centros de transformação podem entrar tanto energia primária (petróleo na refinaria) quanto energia secundária (óleo combustível em uma central termoelétrica). No caso específico das hidrelétricas, o BEN considera que a perda na conversão da energia hidráulica para a energia elétrica é zero. Assim, a quantidade de energia hidráulica processada em uma central desse tipo (sinal negativo) é sempre igual a energia elétrica produzida por ela (sinal positivo).

A linha síntese desse balanço é o Total de transformação e em termos de coluna, como no caso do balanço anterior, temos um total de energia primária transformada, um total de energia secundária transformada e um total de energia transformada. Esse último total representa justamente as perdas; ao passo que, em linhas gerais, o primeiro representa a quantidade líquida de energia que entrou nos centros de transformação e o segundo a que saiu. Logo, a diferença é o que se perdeu na transformação e aparece na última coluna.

O balanço de consumo sintetiza as operações de consumo de energia que é desagregado em consumo final não energético e consumo final energético. Assim, a nafta, que é um energético, quando é consumida como insumo petroquímico, aparece como consumo final não-energético.

O consumo final energético é desagregado por setores (linhas) e fontes (colunas) e também apresenta um balanço de consumo de energia primária, um balanço de consumo de energia secundária e um balanço de consumo de energia, que, na verdade, agrega os outros dois.

Cabe chamar a atenção que entre o balanço de transformação e o balanço de consumo há uma linha: Perdas na distribuição e armazenagem. Note que as perdas de transformação aparecem em uma coluna (a última do balanço de transformação) e as perdas da distribuição em uma linha. Independentemente de onde elas aparecem, o que importa é que elas aparecem sempre com sinal negativo e correspondem àquela parcela da energia que fica no meio do caminho e não chega ao consumidor final.

A equivalência entre as fontes

O critério utilizado para agregar as diferentes fontes em uma única unidade é a equivalência em energia térmica. Isto significa que a quantidade de energia medida em todas as fontes e em todos os pontos da cadeia energética é o potencial dessa energia de gerar calor.

Para o caso dos combustíveis, o BEN utiliza o Poder Calorífero Inferior (PCI), expresso em kcal/kg, de cada um deles para determinar o seu conteúdo calórico.

No caso da energia elétrica usa-se uma relação definida a partir do efeito Joule que diz que 1 kWh gera 860 kcal de calor. Portanto, 860 kcal é a energia térmica contida em 1 kWh.

A unidade de medida do BEN é a tonelada equivalente de petróleo (tep). Esse petróleo tem um conteúdo calórico de 10.000 kcal/kg. Logo 1 tep tem 10.000.000 de kcal.

Enfim, de posse desses conceitos básicos, é possível aproveitar essa fonte de informações sobre energia muito rica que é o Balanço Energético Nacional. A leitura do BEN, é bastante simples e as informações metodológicas mais detalhadas podem ser encontradas na própria publicação.

Além de ser uma boa fonte de informação, o BEN se caracteriza como uma das poucas oportunidades de se ter uma visão integrada de todas as fontes e setores energéticos. Se o que se quer é uma visão global que transcenda as especifidades de cada um dos setores de energia (gás, petróleo, eletricidade, biocombustíveis, etc.), o BEN é um bom começo.

Para acessar o site da EPE, clique aqui.

Para acessar o Balanço Energético Nacional, clique aqui.

Leia outros textos de Ronaldo Bicalho no Blog Infopetro

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  1. Uma otima introducao para quem quer aprofundar seus conhecimentos sobre a materia. Parabens !

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