Matriz energética brasileira: o que é e como funciona

Biomassa é o nome dado a toda matéria orgânica, seja de origem animal ou vegetal, que pode ser utilizada na geração de energia limpa. Também de acordo com o BEN 2023, a biomassa de cana representou 12,5% dessa matéria no Brasil em 2022, enquanto lenha e carvão vegetal representaram 9%.

A biomassa de cana é especialmente interessante, uma vez que tanto a cana-de-açúcar como seus resíduos são utilizados na produção de biocombustíveis, como etanol, biogás e biometano, que substituem o uso de combustíveis fósseis, como gasolina, gás natural e carvão mineral nos veículos e nas usinas termelétricas.

Ainda segundo o BEN 2023, a energia hidráulica representou, em 2022, 12,5% da matriz energética brasileira. Essa é uma das fontes de energia mais conhecidas do país, por conta das usinas hidrelétricas espalhadas pelo território nacional.

De maneira simplificada, o que acontece nas usinas hidrelétricas é o seguinte: há um grande reservatório de água, canalizada a partir de rios, que é transportada por meio dos canos da barragem até grandes turbinas.

Com a queda d’água, essas turbinas giram e geram energia mecânica, que é, posteriormente, transformada em energia elétrica por meio da ativação do gerador elétrico rotativo. Após passar pelas turbinas de geração, a água é direcionada para um canal de descarga, sendo devolvida ao seu curso.

A energia armazenada no gerador passa, então, por um transformador, responsável por diminuir a intensidade da corrente e aumentar sua voltagem. Esse processo é feito para que a energia possa ser transmitida por grandes distâncias.

E antes de ser distribuída para os estabelecimentos, essa energia ainda passa por outro transformador. Dessa vez, a intensidade é aumentada e a tensão diminuída. Assim, a eletricidade torna-se adequada para o uso final, seja doméstico, comercial ou industrial.

Segundo o já mencionado Balanço Energético de 2023, o petróleo e seus derivados ainda representam 35,7% da oferta de energia em solo brasileiro. Além de ser um dos principais produtos exportados pelo Brasil, o petróleo é bastante usado nas indústrias nacionais petroquímicas. 

A produção de combustíveis é a principal responsável pelo uso do petróleo e seus derivados, que são transformados em gasolina, diesel, GLP (Gás Liquefeito de Petróleo), querosene, óleo combustível, gás de refinaria e outros para o abastecimento de veículos.

No entanto, eles também são usados na produção de energia elétrica, sendo queimados em caldeiras, turbinas e motores de combustão interna. Estes, por sua vez, transformam a energia de reações químicas da combustão em energia mecânica que, posteriormente, é transformada em energia elétrica.

As usinas responsáveis por esse tipo de geração de energia são chamadas de termelétricas e, além de petróleo e seus derivados, essas usinas também fazem a queima de outros combustíveis fósseis, como gás natural e carvão mineral, os quais representaram 10,5% e 4,6%, respectivamente, da oferta energética do Brasil em 2022.

O termo gás renovável abarca alguns gases produzidos a partir de fontes renováveis de energia, que são armazenados de maneira relativamente simples e podem ser produzidos sob demanda.

Entre os exemplos desse tipo de gás estão biogás, biometano, hidrogênio verde, metano sintético, entre outros. Alguns deles, como biogás e biometano, são produto da biomassa.

Já o hidrogênio verde, por exemplo, é obtido por meio de um processo químico chamado eletrólise, que separa o hidrogênio do oxigênio existente na água usando correntes elétricas. Esse processo evita a produção de dióxido de carbono e sua liberação na atmosfera.

É uma solução que alia tecnologia à ciência para servir como alternativa ao uso do gás natural, um combustível fóssil formado por milhões de anos em poços profundos e subterrâneos e que vem sendo explorado há séculos, com grande impacto socioambiental.

Por fim, a energia nuclear, também chamada de energia atômica, é obtida a partir de uma reação de fissão nuclear, que, de maneira simplificada, é a fissão de átomos de determinado elemento químico dentro de uma usina nuclear.

No Brasil, também segundo o Balanço Energético de 2023, a fissão de urânio representou 1,3% da oferta de energia no país.

Ainda que seja uma energia considerada não renovável, ela é bastante eficiente em relação a outras formas de geração, uma vez que é necessário proporcionalmente muito menos recurso para obter a mesma quantidade de energia.

A usina nuclear funciona como uma termelétrica, mas, em vez de queimar combustíveis fósseis, usa a fissão nuclear. Barras do combustível nuclear ficam em um reator, onde a energia liberada pela fissão gera calor.

O próximo passo é esquentar um sistema com água para que ela se transforme no vapor que girará a turbina responsável pela geração da energia elétrica.

Um segundo sistema, que também funciona à base de água, é responsável por resfriar o primeiro. Assim, após passar pela turbina, o vapor é direcionado ao condensador do segundo sistema, que abaixa sua temperatura e o faz voltar ao estado líquido, sendo reinserido no circuito para sua reutilização.