Usinas termoelétricas: o que são e como funcionam?

Atualmente, cerca de 60% de toda a energia elétrica do mundo é feita em usinas termoelétricas. Saber o que é usina termoelétrica é importante para entender um tipo de produção de energia elétrica muito importante para economia global.

Apesar de no Brasil o tipo de energia elétrica mais utilizado vir das usinas hidrelétricas, as usinas termoelétricas são responsáveis pela geração e distribuição de energia quando há períodos de estiagem.

Conheça um pouco sobre o que é usina termoelétrica, energia termoelétrica e como elas funcionam.

O que é uma usina termoelétrica?

Para entender como a produção de energia termoelétrica é feita, é preciso primeiro sabero que é usina termoelétrica.

Também chamada de termoelétrica ou termelétrica, esse tipo de instalação industrial é responsável por converter os combustíveis em energia elétrica.

O processo é feito a partir da liberação de calor da queima de alguns compostos, que podem ser:

• Bagaços de cana-de-açúcar;
• Urânio enriquecido;
• Gás natural;
• Carvão natural;
• Madeira;
• Óleo;
• Petróleo.

Você talvez já tenha percebido que algumas usinas possuem nomes específicos, e existe uma explicação para isso.

O nome de cada usina termoelétrica é dado a partir da substância que ali é queimada. Por exemplo, se for uma usina termoelétrica que funciona por conta da queima do carvão, ela será chamada de usina a carvão.

Como a energia termoelétrica é gerada?

A energia termoelétrica é gerada pela queima de combustíveis fósseis, como o diesel, o carvão mineral e o petróleo. Ela é feita nas usinas termoelétricas e é considerada uma energia não renovável, já que os seus recursos são finitos.

Também é possível produzir energia termoelétrica através da queima de compostos menos poluentes, como resíduos orgânicos e lixo. No entanto, esses tipos de substâncias ainda são secundários no uso pelo mercado para a produção de energia termoelétrica.

Por ser feito através de um processo não renovável, existe um acordo mundial feito entre países para que todos possam contar com os recursos finitos e consigam a sua cota de abastecimento de energia termoelétrica.

Quais são os insumos para as usinas termoelétricas?

Para explicar resumidamente sobre o processo que pode acontecer dentro de uma usina termoelétrica, dividimos a produção de energia termoelétrica com duas fontes de calor: combustíveis fósseis e energia nuclear.

Combustíveis fósseis

Em uma caldeira, a água é adicionada para ser atingida pelo calor da queima de combustíveis, como o carvão, o gás natural ou o óleo.

Após a queima desses materiais, eles são soltos na atmosfera e contribuem para o aquecimento global.

Já a água que estava no recipiente evapora e a força do vapor gerado pela água é responsável por movimentar pás de uma turbina que, depois, deverá movimentar um gerador. Desse processo, a energia elétrica será obtida.

Energia nuclear

Também é possível aquecer a água colocada no recipiente através da fissão do urânio, ou seja, utilizando a energia nuclear.

Nesse caso, o vapor da água movimenta as turbinas e é levado até um condensador para resfriamento, que pode acontecer utilizando água do rio, do lago ou do mar.

Nesse local de resfriamento, o vapor volta a ser água líquida e depois retorna ao recipiente original, para gerar mais energia.

Utilizando essa estratégia, o impacto ambiental também é grande, já que a água do ambiente será aquecida.

Existe uma outra maneira de resfriar o vapor, utilizando água armazenada em torres, no entanto, esse sistema também causa impacto ambiental, dessa vez no ciclo das chuvas.

Tipos de turbinas em usinas termoelétricas

Você pode ter percebido que as turbinas são partes fundamentais no processo de obtenção de energia elétrica. Conheça os dois tipos mais utilizados.

Turbina a gás

• Ela é ativada através da dilatação dos gases que são originados pela queima do combustível;

• Está no mesmo local do gerador de energia elétrica.

Turbina a vapor

• Utilizada em usinas termoelétricas convencionais;

• É movimentada pela transformação da água em vapor e reaproveita o calor dos gases para se movimentar novamente.

Vantagens e desvantagens das usinas termoelétricas

Depois de entender melhor o que é uma usina termoelétrica e como ela funciona, fica mais fácil conseguir perceber as principais vantagens e desvantagens em obter a energia termoelétrica como uma das fontes de eletricidade.

Vantagens

• Possuem uma construção mais rápida que as usinas hidrelétricas, as mais utilizadas no Brasil. Por isso, podem trazer energia elétrica de forma mais rápida;

• Podem ser construídas perto de centros urbanos, o que diminui o desperdício de energia elétrica;

• Produzem energia elétrica durante todo o ano, não sofrendo com interferências ambientais, como as hidrelétricas;

• Países com poucas possibilidades para a utilização de outras fontes de energia encontram na energia termoelétrica uma ótima alternativa para suprir a sua demanda.

Desvantagens

• Os combustíveis fósseis são um dos principais componentes utilizados para a geração de energia termoelétrica e sua queima libera na atmosfera poluentes responsáveis pelo aquecimento global;

• Por conta do preço dos combustíveis fósseis, o custo final das usinas termoelétricas é maior do que o de outras fontes com menor impacto ambiental, como as hidrelétricas;

• Para usinas termoelétricas que utilizam a energia nuclear como fonte de calor, há o risco para a sociedade e o meio ambiente por conta do descarte de lixo nuclear.

Usina termoelétrica no Brasil

Agora que entendemos o que é uma usina termoelétrica, como será a operação delas em nosso país?

No Brasil, existem cerca de 52 usinas termoelétricas em diferentes estados. O uso dessas usinas acontece de forma estratégica, quando a água que abastece as represas das hidrelétricas está em nível baixo, o que causa a necessidade de encontrar mais formas de gerar eletricidade.

Quando isso acontece, é comum que as bandeiras tarifárias fiquem mais caras – as chamadas tarifas vermelhas -, já que a energia elétrica gerada nas usinas termoelétricas tem um custo mais elevado.

Isso ocorre porque a necessidade do uso de combustíveis no processo de produção da energia termoelétrica encarece o processo, além de poluir o meio ambiente e contribuir para o aquecimento global através da intensificação do efeito estufa.

Dupla geração em usinas termoelétricas

Utilizando a usina termoelétrica, você pode se questionar quanto ao alto índice de dióxido de carbono que esse tipo de produção gera no meio ambiente.

Para minimizar os danos à atmosfera e aproveitar ainda mais o potencial econômico, existe um sistema que pode ser uma alternativa para aumentar o rendimento das usinas termoelétricas e do uso dos combustíveis fósseis, ele é chamado de dupla geração.

No sistema de dupla geração, a energia dos combustíveis fósseis que estão sendo queimados é aproveitada para gerar energia elétrica de duas maneiras:

• A convencional, feita por um gerador comum;

• Quando há resíduos da energia de queima do combustível e desse gerador comum, a energia poderá ser utilizada para o aquecimento de uma segunda turbina que funciona a vapor, por exemplo, o que transformaria a energia residual em ainda mais energia.

Agora que você sabe o que é usina termoelétrica, consegue ter uma noção melhor de um dos tipos de geração de energia elétrica mais utilizado em todo o mundo e os seus impactos para o meio ambiente e a economia.

Gostou do post? Acompanhe em nosso blog mais conteúdos sobre energia e desenvolvimento sustentável!