Colunas

Hidrelétricas e o IPCC: 4 – Barragens tropicais emitem mais

30/01/2017 17:20

A imagem acima é da destruição de árvores na construção do canal da hidrelétrica Belo Monte em Altamira, no Pará. (Foto: Daniel Beltra/Greenpeace)

 

PHILIP MARTIN FEARNSIDE

Barragens tropicais, especialmente aquelas nos trópicos úmidos, emitem substancialmente mais gases de efeito estufa do que aquelas em outras zonas climáticas (ver extensa revisão por Barros et al. [1],). Isto se reflete nos estudos de ciclo de vida: uma revisão por Steinhurst et al. [2] conclui que barragens tropicais emitem 1.300-3.000 g CO2e/kWh contra 160-250 g CO2e/kWh para barragens boreais, com termelétricas, utilizando gás natural, petróleo e carvão emitindo 400-500, 790-900 e 900-1.200 g CO2e/kWh, respectivamente.

Como ilustração, as emissões podem ser calculadas para a barragem de Petit Saut, na Guiana Francesa, que é a barragem tropical mais bem estudada para emissões de gases de efeito estufa. Um cálculo de 20 anos está apresentado na Tabela 2, incluindo uma comparação com a produção da mesma quantidade de eletricidade a partir de uma usina de ciclo combinado a gás natural.

O período de 20 anos é o período de tempo relevante para manter a temperatura média global, dentro do limite de 2° C acima da média pré-industrial. A comparação indica 22 vezes mais emissões (g CO2e/kWh) da barragem em comparação com o gás natural, com base em um GWP de 20 anos para a conversão de metano em CO2e. Mesmo se for usado o GWP de 100 anos, a represa tem 19 vezes mais emissões nos primeiros 20 anos.

 

Tabela 2. Emissões estimadas ao longo de 20 anos para a barragem de Petit Saut, na Guiana Francesa, e comparação com a geração a partir de gás natural.

Quantidades de gases emitidas

            CO2 CH4 N2O
                 
            (Gg CO2) (Gg CH4) (Gg N2O)
Barragem de Petit Saut          
  Construção (c)            
  Reservatório, desgaseificação & a jusante (d)   9.675 693 9
  Decomposição das árvores mortas acima da água (e)   9.814 220  
  Total         19.489 913 9
                 
Gás natural de ciclo combinado          
  Construção (c)       6,0    
  Operação (combustão de combustível) (g)   1.535,40 0,03 0,003
  Produção de gás (h)         2,14  
  Processamento de gás, transporte e distribuição (i)   3,55  
  Emissões fugitivas (vazamento de CH4)(j)     27,67  
  Total         1.541,40 33,39 0,003

 

Gases traços emitidas em equivalentes de CO2

                 
            CH4   N2O
          GWP 20 anos (a)

(Gg CO2e)

GWP 100 anos (a)

(Gg CO2e)

 

GWP 20 anos (a)

(Gg CO2e)

 

GWP 100 anos (a)

(Gg CO2e)

 

Barragem de Petit Saut          
         Construção (c)            
         Reservatório, desgaseificação & a jusante (d) 59.598 23.562 2.506 2.515
         Decomposição das árvores mortas acima da água (e) 18.920 7.480    
         Total       78.518 31.042 2.506 2.515
                 
Gás natural de ciclo combinado          
         Construção (c)            
         Operação (combustão de combustível) (g) 2,6 1,0 0,8 0,8
         Produção de gás (h)     184,0 72,7    
         Processamento de gás, transporte e distribuição (i)  305,2 120,7    
         Emissões fugitivas (vazamento de CH4)(j) 2.379,9 940,9    
         Total       2.871,7 1.135,3 0,8 0,8
                   

 

Emissões totais em CO2e & emissões por kWh

            Total de CO2e

N2O + CO2+ CH4

Emissões em 20 anos /kWh (b)
                 
          GWP 20 anos (a)

(Gg CO2e)

GWP 100 anos (a)

(Gg CO2e)

 

GWP 20 anos (a)

(Gg CO2e/kWh)

 

GWP 100 anos (a)

(Gg CO2e/kWh)

 

Barragem de Petit Saut          
         Construção (c)     277 277 36 36
         Reservatório, desgaseificação & a jusante (d) 69.273 33.237 9.112 4.372
         Decomposição das árvores mortas acima da água (e) 28.734 17.294 3.780 2.275
         Total       98.285 50.809 12.928 6.683
                 
Gás natural de ciclo combinado          
         Construção (c)     6,0 6,0 0,8 0,8
         Operação (combustão de combustível) (g) 1.538,7 1.537,2 202,4 202,2
         Produção de gás (h)     184,0 72,7 24,2 9,6
         Processamento de gás, transporte e distribuição (i)  305,2 120,7 40,1 15,9
         Emissões fugitivas (vazamento de CH4)(j) 2.379,9 940,9 313,0 123,8
         Total       4.413,9 2.677,5 580,6 352,2
                   

 

(a) CH4 GWP 20 anos  = 86; GWP 100 anos  = 34; N2O GWP 20 anos = 264; GWP 100 anos  = 265 ([8], p. 714).  
(b) Produção de energia de 1994 a 2005 da ADEME Guyane [9]. Produção de 2006 a 2013 presumido ser igual à média de 2001 a 2005 (416 GWh/ano). Total de vinte anos = 7.602 GWh.  
(c) Com base de um estudo de cinco barragens propostas no Chile [10]; as quantidades são feitas proporcionais ao Petit Saut (560 MW instalado; 7.602 GWh gerados em 20 anos).  
(d) CH4 de Delmas et al. ([11], p. 996); ver também[12]. Medições estendem até 2003 e tendências são extrapoladas pelos autores para os anos subsequentes. N2O de Guérin et al., [13].  
(e) Com base na estimativa para Petit Saut para 100 anos por Abril et al. [14]; aqui, presume-se 2/3 das emissões ocorrem nos primeiros 20 anos, como uma estimativa aproximada com base em Balbina depois de 23 anos (veja [14]).  
(f) Consumo de gás 561 Gg CH4, ou uma entrada de 30,1 × 106 GJ em 20 anos  (ver nota i). Fator de emissão 15,3 tC/TJ ([15], Vol. 1, p. 1.24), fator de conversão 0,0036 MWh/TJ [1 kWh = 3,6 MJ], conteúdo de energia de gás 53,6 MJ/kg [16], fator de emissão de CH4 para indústrias 1 kg CH4/TJ de consumo de energia ([15], Vol. 1, p. 1.35). Fator de emissão de N2O  0,1 kg/TJ [g/GJ] ([15], Vol. 1, p. 1.36). CO2 da fração de C oxidado de 0,995 ([15], Vol. 1, p. 1.8).  
(g) Produção de gás necessária para fornecer a usina é calculada em 589 Gg CH4 em 20 anos, com base no consumo de 561 Gg CH4, derivado de 53,6 Mj/kg [TJ/Gg] conteúdo de energia de gás (CH4) [16] e a fração de C oxidado 0,995 ([15], Vol. 1, p. 1.8).  
(h) Produção de gás necessária para fornecer a planta é calculada em 589 Gg CH4 em 20 anos, com base no consumo de 561 Gg CH4, derivado de 53,6 Mj/kg [TJ/Gg] conteúdo de energia de gás (CH4) [16], fração de C oxidado de 0,995 ([15], Vol. 1, p. 1.8), eficiência de 57,5% (ponto médio da faixa de valores brasileiros de 55-60% [17] e geração em 20 anos de 27,4 × 109 Gj (1 kWh = 3,6 MJ). Fator de emissão para a produção de gás: 288 × 103 kg CH4/PJ gás produzido ([15], Vol. 1, p. 1.121).  
(i) Fator de emissão  118 × 103 kg CH4/PJ de gás consumido ([15], Vol. 1, p. 1.121).
(j) Com base na estimativa de vazamento de 4,7% no Brasil: dados de Petrobrás de 1999 ([18], p. 486). A produção de gás a qual esta percentagem é aplicada é calculada em 589 Gg CH4 em 20 anos, com base no consumo de 561 Gg CH4, derivado do conteúdo de energia de gás (CH4) de 53,6 Mj/kg [TJ/Gg] [16], fração de C oxidado de 0,995 ([15], Vol. 1, p. 1.8), eficiência de 57,5% [17] e geração em 20 anos de 27,4 × 109 Gj (1 kWh = 3,6 MJ).  

 

Dois componentes de impacto líquido da hidrelétrica de Petit Saut  são omitidos no cálculo na Tabela 2: a perda das emissões do solo sob a floresta natural que é inundada e o acréscimo da emissão do solo na zona de deplecionamento. Petit Saut tem uma zona de deplecionamento de 100 km2 ([3], p. 4), ou 18% da área de 560 km2 de floresta original que foi inundada. A zona de deplecionamento é exposta a cada ano, quando o nível de água no reservatório é abaixado e o solo encharcado pode ser esperada emissão de metano durante parte do ano.

Em contraste, solos bem drenados sob florestas tropicais úmidas são geralmente sumidouros de metano em vez de fontes: 22 estudos revisados por Potter et al. [4] indicam uma absorção média de 3,8 kg CH4/ha/ano). Alguma formação de poças ocorre durante a estação chuvosa em florestas tropicais de terra firme, mas a porcentagem de área total não é grande: em florestas perto de Manaus, Brasil, essas áreas representam 5% da superfície inundada em cada evento [5]; no entanto, eventos de inundação não ocorrem todo ano.

Delmas et al. [6] dão uma estimativa alta para emissões evitada do solo de floresta; outras estimativas são muito mais baixas (e.g., [7]). Acredita-se que a emissão do solo na zona de deplecionamento seja maior do que a emissão do solo de floresta evitada, fazendo a Tabela 2 conservadora como estimativa do impacto líquido de Petit Saut [19].

 

NOTAS

[1] Barros, N., Cole, J.J., Tranvik, L.J., Prairie, Y.T., Bastviken, D., Huszar, V.L.M., del Giorgio, P., Roland, F. 2011. Carbon emission from hydroelectric reservoirs linked to reservoir age and latitude. Nature Geoscience 4: 593-596. doi: 10.1038/NGEO1211.

[2] Steinhurst, W., Knight, P., Schultz, M. 2012. Hydropower Greenhouse Gas Emissions: State of the Research. Synapse Energy Economics, Inc., Cambridge, Massachusetts, E.U.A. 24 p. [Disponível em: http://www.cusli.org/Portals/0/files/conference/2014/Hydropower-GHG-Emissions-Feb.-14-2012.pdf].

[3] Abril, G., Guérin, F., Richard, S., Delmas, R., Galy-Lacaux, C., Gosse, P., Tremblay, A., Varfalvy, L., dos Santos, M.A., Matvienko, B. 2005. Carbon dioxide and methane emissions and the carbon budget of a 10-years old tropical reservoir (Petit-Saut, French Guiana). Global Biogeochemical Cycles 19, GB 4007. doi: 10.1029/2005GB002457.

[4] Potter, C.S., Davidson, E.A., Verchot., L.V. 1996. Estimation of global biogeochemical controls and seasonality on soil methane consumption. Chemosphere 32: 2219-2246.

[5] Mori, S.A., Becker, P. 1991. Flooding affects survival of Lecythidaceae in terra firme forest near Manaus, Brazil. Biotropica 23: 87-90.

[6] Delmas, R. Galy-Lacaux, C., Richard, S. 2001. Emissions of greenhouse gases from the tropical hydroelectric reservoir of Petit Saut (French Guiana) compared with emissions from thermal alternatives. Global Biogeochemical Cycles 15: 993-1003. doi: 10.1029/2000GB001330.

[7] Fearnside, P.M. 2009. As hidrelétricas de Belo Monte e Altamira (Babaquara) como fontes de gases de efeito estufa. Novos Cadernos NAEA 12(2): 5-56.

[8] Myhre, G. & 37 outros. 2013. Anthropogenic and natural radiative forcing, In: Stocker, T.F., Qin, D., Plattner, G.-K., Tignor, M., Allen, S.K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V., Midgley, P.M. (Eds,), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Cambridge University Press, Cambridge, Reino Unido, p. 661-740. [Disponível em: http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/].

[9] ADEME Guyane (Agence de l’Environnement et la Maitrise de l’Energie). s/d. L’Effet de Serre et ses conséquences pour la Guyane. ADEME Guyane, Cayenne, Guiana Francesa, França. [Disponível em: http://www.ademe-guyane.fr/index.php?action=269].

[10] Burrall, K., Leandro, G., Mar, L., Natale, E., Tauro, F. 2009. Analysis of Proposed Hydroelectric Dams on the Río Baker in Chilean Patagonia. Department of Civil and Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Boston, Massachusetts, E.U.A. 36 p. [Disponível em: http://www.waterdeva.com/pdfs/Burrall_et_al_2009.pdf].

[11] Delmas, R., Richard, S., Guérin, F., Abril, G., Galy-Lacaux, C., Delon, C., Grégoire, A. 2005. Long term greenhouse gas emissions from the hydroelectric reservoir of Petit Saut (French Guiana) and potential impacts, In: Tremblay, A., Varfalvy, L., Roehm, C., Garneau, M. (Eds.), Greenhouse Gas Emissions: Fluxes and Processes. Hydroelectric Reservoirs and Natural Environments, Springer-Verlag, New York, NY, E.U.A., p. 293-312.

[12] Delmas, R. Galy-Lacaux, C., Richard, S. 2001. Emissions of greenhouse gases from the tropical hydroelectric reservoir of Petit Saut (French Guiana) compared with emissions from thermal alternatives. Global Biogeochemical Cycles 15: 993-1003. doi: 10.1029/2000GB001330.

[13] Guérin, F., Abril, G., Tremblay, A., Delmas, R. 2008. Nitrous oxide emissions from tropical hydroelectric reservoirs. Geophysical Research Letters 35, L06404, doi: 10.1029/2007GL033057.

[14] Abril, G., Parize, M., Pérez, M.A.P., Filizola, N. 2013. Wood decomposition in Amazonian hydropower reservoirs: An additional source of greenhouse gases. Journal of South American Earth Sciences 44: 104–107. doi: 10.1016/j.jsames.2012.11.007.

[15] IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 1997. Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Reference Manual (Volume 3) Land Use Change and Forestry. Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Kanagawa, Japão. [Disponível em: http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gl/invs6.html].

[16] Australian Gas Neworks. 2007. About Natural Gas. [Disponível em: http://www.natural-gas.com.au/about/references.html].

[17] Correia Neto, V., Tolmasquim, M.T. 2001. A avaliação econômica da co-geração em ciclo combinado com gaseificação de biomassa e gás natural no setor sucroacooleiro. Revista Brasileira de Energia 8(2): 35-60. [Disponível em: http://www.sbpe.org.br/socios/download.php?id=151].

[18] dos Santos, M.A., Rosa, L.P., Sikar, B., Sikar, E., dos Santos, E.O. 2006. Gross greenhouse gas fluxes from hydro-power reservoir compared to thermo-power plants. Energy Policy 34: 481–488. doi:10.1016/j.enpol.2004.06.015

[19] Isto é uma tradução parcial atualizada de Fearnside, P.M. 2015. Emissions from tropical hydropower and the IPCC. Environmental Science & Policy50: 225-239. http://dx.doi.org/10.1016/j.envsci.2015.03.002. As pesquisas do autor são financiadas por: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) (processos nº305880/2007-1, nº304020/2010-9, nº573810/2008-7, nº575853/2008-5), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) (processo nº 708565) e Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) (PRJ13.03).

 

Leia os artigo da série: Hidrelétricas e o IPCC 

Hidrelétricas e o IPCC: 2 – Barragens nos relatórios e diretrizes 

Hidrelétricas e o IPCC: 3 – Escolha enviesada de literatura

 

Philip M. Fearnside é doutor pelo Departamento de Ecologia e Biologia Evolucionária da Universidade de Michigan (EUA) e pesquisador titular do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa), em Manaus (AM), onde vive desde 1978. É membro da Academia Brasileira de Ciências e também coordena o INCT (Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia) dos Serviços Ambientais da Amazônia. Recebeu o Prêmio Nobel da Paz pelo Painel Intergovernamental para Mudanças Climáticas (IPCC), em 2007. Tem mais de 500 publicações científicas e mais de 200 textos de divulgação de sua autoria que estão disponíveis neste link

Notícias relacionadas

Deixe seu comentário

Leitores e leitoras, seus comentários são importantes para o debate livre e democrático sobre os temas publicados na agência Amazônia Real. Comunicamos, contudo, que as opiniões são de responsabilidade de vocês. Há moderação e não serão aprovados comentários com links externos ao site, ofensas pessoais, preconceituosas e racistas. Agradecemos.

Translate »