ENERGIA RENOVÁVEL PARA O BRASIL
ELETRIFICAÇÃO RURAL NEUTRA EM CARBONO

por Sakyo Morita

I - ENERGIA RENOVÁVEL E O PROBLEMA DA ELETRIFICAÇÃO

Está claro que o petróleo será um dia exaurido, e se até lá a tecnologia de controle e aplicação da fusão nuclear não estiver desenvolvida, a humanidade não terá outro recurso a não ser depender da energia renovável, de origem solar, para garantir sua sobrevivência.
  
Por esse ângulo, o Brasil é um dos países mais favorecidos do mundo, em termos de terra, sol e água, além de estar também na vanguarda atual na produção alimentícia. É compreensível, portanto, que a China, com 1,3 bilhão de habitantes, mantenha um cálido olhar ao Brasil, vendo nele um parceiro complementar das suas necessidades.
   
Entenda-se aqui por terra o produto entre área útil de terreno e preço unitário. Nos últimos anos, os fazendeiros americanos vêm comprando terras para cultivo de soja em termos de dezenas de milhares de hectares. Enquanto o preço de um hectare em Ohio é de US$ 6.400, o mesmo hectare no Brasil custa US$ 160. Naturalmente, cai o custo da produção e cresce a competitividade brasileira no mercado internacional. E é também natural que a produção de soja no Brasil ultrapasse a dos Estados Unidos em breve, assim como o reflorestamento, que abordo adiante.
  
A Conferência de Cúpula das Nações Unidas sobre o Desenvolvimento e Meio Ambiente instaurada no Rio de Janeiro em 1992 (Rio’92) teve por tema primordial o problema do meio ambiente e estabeleceu a regulamentação básica da política ambiental. Em 1997, a Conferência de Kyoto de Controle do Aquecimento Global (COP3) ensejou a assinatura do Protocolo de Kyoto. Entretanto, o que temos até hoje é a declaração dos Estados Unidos de afastamento do Protocolo, seguido pela Austrália. Os países desenvolvidos não possuem uma posição definida em relação ao Protocolo de Kyoto.
   
Por outro lado, na época da Rio’92, decidiu-se elevar o ODA (Official Development Aid) dos países desenvolvidos aos países em desenvolvimento de 0,3% para 0,7% do PIB. Contudo, após 10 anos, o que se verifica é uma redução no ODA para 0,2% do PIB dos países desenvolvidos. E dentro de um clima de desconfiança dos países em desenvolvimento para com os desenvolvidos, realizou-se em Johannesburgo, em agosto e setembro de 2002, a Conferência de Cúpula sobre o Desenvolvimento Sustentável (World Summit on Sustainable Development ? WSSD) da ONU. Essa conferência, também conhecida por [Rio + 10] por ter sido efetuada 10 anos após a Rio’92 onde o problema ambiental foi abordado em nível de conscientização apenas, já adentra a fase executiva, muito embora não tenha conseguido estabelecer metas quantitativas claramente definidas. É o que indica a adoção do Texto Executivo pela Conferência.
    
O Capítulo 2 do Texto Executivo tem por título "Erradicação da Miséria" e define esse problema como o maior desafio que o mundo enfrenta para o desenvolvimento sustentado, especialmente nos países em desenvolvimento. Toma por meta a redução a 50%, até 2015, da parcela da população mundial com renda inferior a 1 dólar por dia e sem acesso à água potável segura. Com relação ao problema energético, faz referência à eletrificação rural, ao desenvolvimento de formas de geração independente distribuída, à energia renovável e, especialmente, à intensificação do uso contínuo e eficiente da biomassa (combustível de origem vegetal).
   
Conforme publicação do IEA (The World Energy Outlook 2002), 1,6 bilhão de pessoas no mundo não possuem hoje acesso aos benefícios da energia elétrica. Dentro de 30 anos, esse número estará ainda em 1,4 bilhão, a não ser que se adotem medidas realmente drásticas. Isso porque a velocidade da eletrificação se iguala praticamente à taxa de crescimento da população.

Pretendo neste pequeno ensaio abordar os temas de fontes renováveis de energia e de eletrificação rural no Brasil.

  
II - ENERGIA PRIMÁRIA NO BRASIL
   
Em 1997, a quantidade de energia primária produzida no Brasil, convertida em petróleo, era equivalente a cerca de 250 milhões de toneladas desse produto. Desse total, a quantidade de energia não renovável, produzida por petróleo, gás natural, carvão e urânio, representava 41%, enquanto a de energia renovável, das usinas hidroelétricas, lenha, cana de açúcar (álcool e bagaço), entre outros, representava 59%.
   
Durante a Conferência de Johannesburgo, a UE defendeu a proposta de que até 2010, 15% de toda a energia primária consumida no mundo fosse de natureza renovável, tendo o Brasil apresentado também proposta semelhante. Entretanto, não se chegou à fixação de uma meta por oposição dos Estados Unidos e do Japão, entre outros países. Como se percebe pelos números acima revelados, o Brasil é um dos países mais privilegiados do mundo em termos de energia renovável.

Energia hidrelétrica
   
Com respeito à energia hidrelétrica, a produção brasileira em 1997 era de 279,1 bilhões de kWh/ano, a terceira do mundo atrás dos Estados Unidos, com 358,5 bilhões, e do Canadá, com 351,2 bilhões. Entretanto, no futuro próximo, o Brasil terá, sem dúvida alguma, a primeira posição.
  
O potencial brasileiro é estimado em 1,14 trilhão de kWh/ano. Deste total, 26% são de usinas em operação ou construção e 36% já foram levantados (por estudos de viabilidade ou projetos básicos). Os restantes 38% são estimados.
  
A produção total de energia elétrica no Japão é de 1,0379 trilhão de Kwh/ano, a terceira do mundo, atrás somente dos Estados Unidos e da China. O potencial hidrelétrico brasileiro suplanta esse total.
  
A energia elétrica de 3.090 kWh corresponde a 1 tonelada de petróleo, segundo estatísticas brasileiras. Adotando-se essa conversão, o potencial brasileiro de energia hidrelétrica de 1,140 trilhão de kWh/ano corresponde a cerca de 370 milhões de toneladas de petróleo por ano.


Biomassa de madeira
  
O eucalipto foi introduzido no Brasil no século XIX por ingleses, que o trouxeram da Austrália para ser utilizado como combustível em locomotivas a vapor. Com a eletrificação das ferrovias e o emprego do óleo diesel, o eucalipto passou a ser utilizado industrialmente na produção de ferro gusa de carvão vegetal. Hoje em dia, devido à sua utilização como matéria-prima da celulose, o Brasil é o maior produtor de celulose de eucalipto do mundo. E o reflorestamento com eucalipto como processo de fixação do dióxido de carbono da atmosfera vem ganhando atenção, pelas implicações que possui para o problema do aquecimento global.
  
Segundo o WWF (Fundo Mundial para a Proteção da Natureza), por 500 anos desde a descoberta pelos portugueses em 1500, o Brasil desbastou 3 milhões de km² de florestas em seu território. Esboço a seguir um cálculo da energia que se poderia obter supondo que se efetue o reflorestamento de 1 milhão de km², correspondente a um terço da área desbastada.
  
O crescimento anual em um hectare é de 35 ~55 m³ de lenha (volume de toras empilhadas). Tomando-se o menor valor, ou seja, 35 m³ de lenha, ele corresponde a 20 m³ sólidos. A massa seca absoluta (BDT) obtida desse volume é de 10 T. Metade dessa massa é composta de carbono e, conseqüentemente, 1 hectare de plantação de eucalipto permite fixar 5 T de carbono por ano (ou 18,3 T de CO₂) da atmosfera.
   
A cultura do eucalipto repete um ciclo que começa com o plantio das mudas, passa por um corte no sétimo ano, com crescimento de um novo broto e termina no corte definitivo no décimo quarto ano, quando o ciclo se reinicia com o plantio de uma nova muda.
   
Geograficamente, o Brasil se situa entre 5^o de latitude norte e 33^o de latitude sul, nas zonas tórrida e temperada. O volume médio de chuva, excetuada uma parte do nordeste brasileiro, é superior a 1.000 mm/ano, o que faz com que todo o seu território se torne apropriado para o cultivo do eucalipto. De acordo com os dados da Cenibra (produtora de celulose de eucalipto em Minas Gerais, de capital 100% japonês), a produção anual de 1 hectare em termos de massa seca absoluta é de 10 T, como mencionado acima. Isso gera um calor de 4.500 kcal/kg ou 40% do calor produzido por petróleo. Por conseguinte, de 1 hectare de plantação de eucalipto obtém-se, por ano, combustível de biomassa equivalente a 4 T de petróleo.
  
De uma plantação de eucalipto em um terço da área desbastada nos 500 anos, ou seja, em 1 milhão de km² ou 100 milhões de hectares, é possível obter uma quantidade de biomassa de madeira correspondente a 400 milhões de toneladas de petróleo/ano.


Álcool
  
A energia de origem na cana-de-açúcar no Brasil representa 10% da energia primária consumida e corresponde a 24,67 milhões de toneladas de petróleo. É produzida pelo álcool proveniente da fermentação e destilação do caldo de cana e da combustão do bagaço resultante da extração do caldo. Em todos os 25 mil postos de abastecimento de combustível existentes no país, são vendidos dois tipos de combustível: gasolina misturada com 24% de álcool anidro e álcool hidratado sem mistura.
  
Conforme estatísticas de 1998, a área plantada de cana-de-açúcar alcança 5 milhões de hectares (50 mil km²), para uma colheita de 340 milhões de toneladas, o que dá 68 toneladas por hectare, metade destinada à produção do açúcar e metade à do álcool. O controle é feito com habilidade: quando o preço do açúcar no mercado internacional sobe, a porcentagem de mistura à gasolina é reduzida.
  
Pode-se extrair 60 l (litros) de álcool de 1 tonelada de cana-de-açúcar, o que dá uma produção de aproximadamente 10 milhões de kl de álcool. Obtém-se cerca de 4 kl de álcool por hectare. A produção de calor do álcool é de 63% da gasolina e, conseqüentemente, obtém-se uma quantidade de álcool correspondente a 2,5 kl de gasolina por hectare ? quantidade essa de combustível líquido que viabiliza substituir a gasolina.
  
A área atual de plantação da cana-de-açúcar destinada à produção do álcool é de 25 mil km², mas, havendo demanda, a área pode ser facilmente ampliada. Recentemente, na Califórnia, foi apontada a contaminação do lençol freático por MTBE, produto presente na gasolina de alta octanagem. Isso faz com que se inicie a substituição desse combustível por uma mistura de cerca de 10% de álcool (etanol) em gasolina. Pelo custo de produção competitivo, o álcool brasileiro detém grandes possibilidades de exportação.
 

Petróleo
  
As jazidas de petróleo existentes no país somam 8,2 bilhões de barris. A produção no ano 2000 chegava a 374 milhões de barris e a 1,02 milhão de barris/dia. A dependência da importação, que em 1995 era de 44%, caiu vertiginosamente para 25% em 2000 e, segundo prevê a Petrobrás, em 2005 o Brasil se tornará auto-suficiente. Novas pesquisas e explorações off shore poderão aumentar as jazidas, mas por simples estimativa, o esgotamento se dará por volta de 22 anos.

III - O ESGOTAMENTO DO PETRÓLEO E A CURVA DE HUBBERT
  
O jornal Asahi Shinbun trazia na edição de 27 de novembro de 2002 um artigo com o título "O petróleo no mundo [por mais 50 anos] - conforme cálculos estimativos da Federação das Indústrias Petrolíferas". De acordo com o artigo, "a quantidade de petróleo comercialmente explorável existente nas jazidas já descobertas atinge 908,6 bilhões de barris ao término do ano 2000. Dividindo-se este total pela produção do ano, de 27,29 bilhões de barris, chega-se a 33 anos para o esgotamento do petróleo em jazidas confirmadas. Este período é 8 anos menor que a estimativa feita há 5 anos. Entretanto, pode-se esperar uma sobrevida de 17 anos por conta da descoberta de novas jazidas e do aumento na eficiência de extração por conseqüência do progresso da tecnologia. O esgotamento do gás natural se dará em 61 anos. 45 anos para o esgotamento das jazidas confirmadas e 16 anos de sobrevida estimada, por conseqüência do avanço da tecnologia."
 
Diz a Federação das Indústrias Petrolíferas que "é possível explorar comercialmente o petróleo por mais 50 anos", mas penso que deve-se entender "somente por mais 50 anos".
 
A curva de Hubbert mencionada no título deste capítulo se refere à previsão efetuada pelo geólogo King Hubbert do laboratório da Shell em Houston. Em 1956, o geólogo previa que a produção de petróleo nos Estados Unidos (48 estados) alcançaria o pico por volta de 1970, entrando em declínio depois disso. Houve muitas contestações, mas a previsão se realizou confirmando a sua teoria. A curva das suas previsões tem o formato de um sino e é denominada "curva de Hubbert", sendo o pico da curva, "pico de Hubbert".
 
Segundo diversos pesquisadores que deram continuidade à teoria de Hubbert, a produção mundial de petróleo atingirá o pico de Hubbert em 2004, como estimativa pessimista, ou no mais tardar em 2020. São estimativas grosseiras, mas a produção se reduziria 10% em 10 anos após o pico, 30% após 20 anos, e 50% após 30 anos. É facilmente previsível o impacto negativo de tamanha redução na economia mundial.
  
Para países como o Japão, onde o fornecimento da energia primária por recursos próprios é de 22% (em 1997), e que depende quase totalmente da importação para a obtenção de carvão, óleo cru e gás natural para consumo, isso não deixa de ser uma questão de vida ou morte. Fala-se em "Plano Nacional de 100 Anos", mas por melhor que se faça, nem petróleo e nem gás natural estarão disponíveis em 2100. Penso que seja necessário conduzir pesquisas para a sobrevivência do país e do seu povo a partir desta dura realidade.
  
Após o primeiro choque do petróleo ocorrido em 1973, foi publicado o livro "O Corte do Petróleo", de Taichi Sakaiya, que logo se tornou um best seller. É um drama baseado na simulação realizada por jovens funcionários do Ministério de Indústria e Comércio Exterior do Japão, que se desenvolve a partir de uma suposta eclosão de um conflito no Oriente Médio, fechamento do estreito de Hormuz e redução do fornecimento de petróleo ao Japão a 30% do nível corrente até a data. Após 200 dias, as reservas se esgotam, morrem 3 milhões e 70% do patrimônio popular de todo o país se perde, perda essa equivalente ao dos 3 anos e 9 meses da guerra do Pacífico. É uma obra de advertência que vale a pena ler mesmo hoje.
  
O esgotamento do petróleo conforme a curva de Hubbert não é tão drástico como esse que o livro descreve. Pressupõe um período suficiente para solucionar a crise, mas prenuncia o fim da cultura do petróleo após o século XX. Toda precaução é pouca.
  
Disse acima que o Brasil dispõe de condições básicas suficientes para enfrentar o esgotamento do petróleo. A população atual é de 170 milhões de habitantes e o fornecimento da energia primária é equivalente a 250 milhões de toneladas de petróleo por ano, ou seja 1,5 tonelada per capita. Admitindo-se que a população cresça no futuro e vá a 250 milhões de habitantes e que o fornecimento per capita duplique e chegue a 3 toneladas por ano, o fornecimento anual para todo o país seria equivalente a 750 milhões de toneladas de petróleo. Segundo as estimativas já apresentadas acima, com um fornecimento de energia hidrelétrica equivalente a 370 milhões de toneladas e com a energia da biomassa obtida com o reflorestamento de 1 milhão de km² correspondente a um terço da área desbastada no passado, equivalente a 400 milhões de toneladas, chega-se ao total equivalente a 770 milhões de toneladas de petróleo, suficiente para se enfrentar a crise.

 
IV - CDM (CLEAN DEVELOPMENT MECHANISM - MECANISMO DE DESENVOLVIMENTO LIMPO) DO PROTOCOLO DE KYOTO
  
O Brasil poderá reflorestar 1 milhão de km² com eucalipto e com isso produzir 1 bilhão de toneladas anuais de massa seca absoluta de madeira para produzir energia, e assim solucionar o seu problema energético. Porém, há uma vantagem adicional nisso, que está na possibilidade de fixação de 500 milhões de toneladas de carbono por ano. O Brasil não tem a responsabilidade da redução de carbono expelido, e aí está um produto promissor de exportação no futuro para o controle do aquecimento global.

Mas, existe, sobretudo, uma condição que faz com que o Brasil desenvolva o reflorestamento como estratégia nacional. Em 1960, a população brasileira era de 60 milhões de habitantes, dos quais 36 milhões residindo na zona rural e 24 milhões em áreas urbanas. Atualmente, a população é de 170 milhões, sendo que a população rural permanece nos 36 milhões, enquanto a urbana teve um crescimento superior a 5 vezes, chegando a 134 milhões. É voz corrente que o maior problema social no Brasil é hoje a segurança. A infra-estrutura de empregos, habitação, higiene e educação não conseguiu acompanhar este surto de expansão da população urbana, produzindo o problema.
 
O afluxo aos centros urbanos dos trabalhadores braçais do campo foi compensado na lavoura pela mecanização, fruto da cultura do petróleo. A causa maior é a perda de postos de trabalho no campo. Não é possível depositar esperanças na lavoura para o retorno dos trabalhadores ao campo. Entretanto, o reflorestamento exige um trabalhador direto para 20 hectares de área reflorestada. Para 1 milhão de km² de área reflorestada, exige-se o emprego de 5 milhões de trabalhadores, o que possibilita o retorno de mais de 20 milhões de pessoas à área rural, incluindo a família. O problema está em saber se essas famílias, acostumadas à vida urbana com as facilidades da eletricidade se sujeitariam à vida desprovida de iluminação elétrica à noite e sem televisão. É onde a necessidade da eletrificação rural se torna imperativa.

Para analisar a situação japonesa, faço aqui uma comparação das condições básicas existentes nos EUA, UE e Japão: 

A comparação dos números desta tabela evidencia com clareza que, com as desvantagens do território reduzido e da alta densidade demográfica, a administração econômica posta em prática no Japão é a mais eficiente de todo o mundo. Para que isso fosse possível, o Japão teve de importar diferentes recursos de todas as partes do mundo, inclusive o petróleo, cuja dependência da importação é praticamente integral. Assim, a emissão do carbono por unidade de superfície supera substancialmente a dos EUA e UE. A emissão de carbono por hectare no Japão, superior a 8 toneladas, ultrapassa em muito as 5 toneladas de carbono por hectare fixado pelo reflorestamento de eucalipto no Brasil.
  
Até a realização do COP6 (2^a Parte) em julho de 2001, em Bonn, este autor acreditava que grande parte do compromisso de redução da emissão de carbono assumido pelo Japão, de 6% (mais 10% estimados por conta de acréscimos posteriores, totalizando 16%) no Protocolo de Kyoto, pudesse ser cumprido em CDM conjunto entre Brasil e Japão com a fixação do carbono proporcionado pelo reflorestamento no Brasil. A UE, embora os países integrantes possuam obrigações diferentes de cumprimento da taxa de redução da emissão, decidiu adotar uma meta global para toda a área de 8% por um processo conhecido como EU Bubble. A UE pode justificar-se por ser entendida como uma região, mas a atmosfera é, por natureza, expansiva, e portanto não haveria razões impeditivas a um bubble nipo-brasileiro. E também, pelos números do quadro acima, é difícil acreditar que o Japão consiga resolver o seu problema sozinho.
  
Tomando a emissão de carbono no Japão em 1990, de 300 milhões de toneladas, 6% corresponderiam a 18 milhões de toneladas e 16% a 48 milhões, quantidades essas compensáveis por parcela dos 500 milhões de toneladas resultantes dos cálculos acima efetuados. Entretanto, ao ver o Acordo de Bonn, não pude acreditar no que lia. O limite superior do CDM está estabelecido em 1%. Em termos de volume, o Japão havia concordado com 3 milhões e ratificado o Protocolo, impossibilitando portanto alterações desse volume a não ser após o período de validade de 2008 ~ 2012. A idéia de um plano conjunto nipo-brasileiro não passou de um sonho. (Consultar relatório sobre reflorestamento no Brasil, elaborado antes do COP6.5 de Bonn em julho/ 2001 em www.bizpoint.com.br/jp/reports/morita/010510.htm).
  
Para cumprir o Protocolo de Kyoto, o Japão pretendia construir 20 usinas nucleares, mas esse projeto foi paralisado por objeções levantadas em plebiscito da população, e também recentemente pelo incidente da ocultação da ocorrência de defeitos nos geradores nucleares pela Companhia Energética de Tóquio. Usinas termoelétricas deverão compensar as nucleares.
  
O gerador no. 1 da Primeira Usina Nuclear de Fukushima, interrompido por um ano, é de 460 mil kW e, portanto, pequeno. Admitindo-se uma eficiência de operação de 80%, a energia gerada em um ano seria de 3,2 bilhões de kWh. Compensando essa energia nuclear por termoelétrica, a emissão de carbono seria de 340 mil toneladas, no caso de termoelétrica LNG de ciclo combinado, ou 780 mil toneladas no caso de termoelétrica a carvão. Pode-se dizer que o incidente acima abalou as bases da estratégia energética japonesa.
  
A geração hidrelétrica é livre de carbono e a biomassa é um combustível que fixa o carbono existente na atmosfera, sendo, portanto, neutro em emissão de carbono. O Brasil não precisa preocupar-se tanto com problemas futuros de energia. O maior problema do país está na solução da "desigualdade entre ricos e pobres" e da "miséria" em si.
 

V - A "ERRADICAÇÃO DA MISÉRIA" PELA ELETRIFICAÇÃO RURAL
 
Índices como o PIB per capita fazem do Brasil um país medianamente avançado. Entretanto, há muito tempo o Brasil vem sendo chamado de Belíndia, ou seja, uma mistura de Bélgica e Índia, em uma referência à distribuição injusta da renda no país. Tomando por base o índice Gini do Banco Mundial, o Brasil com 59,1 (1997) se equipara à África do Sul com 59,3 (1994). Por comparação, menciono a seguir os índices Gini de alguns países: Japão 24,9 (1993), China 40,3 (1998), Índia 37,8 (1997), Inglaterra 36,1 (1991) e Estados Unidos 40,8 (1997).
 
Também a renda dos 20% mais ricos do País supera a dos 20% mais pobres em 31 vezes (maior proporção no mundo todo) ? uma drástica diferença.
 
Acresce ainda que, devido à enorme extensão territorial de 8,50 milhões de km², reporta-se que em regiões de baixa população, 20 milhões de habitantes vivem sem energia elétrica. Segundo Lênin, "não existe socialismo sem eletrificação", mas não se trata apenas do socialismo. Em qualquer parte do mundo, a "erradicação da miséria" é nada mais do que sonho enquanto não se puder dispor da energia elétrica.
 
Nos países desenvolvidos, surgem cidades ativas 24 horas onde o dia e a noite se tornam indistintos, enquanto em regiões não eletrificadas, 10 mililitros de querosene são queimados por hora para se obter uma iluminação de 2 watts, comparável a de uma lanterna de bolso, para passar a noite.
 
Com freqüência, a televisão nos mostra cenas de crianças do interior transportando água. Admitindo por hipótese que vasilhas de 10 litros de água sejam carregadas ladeira acima, vencendo um desnível de 50 metros, é de se indagar quantos litros poderiam ser transportados por dia, mesmo por adultos. Se, por exemplo, 100 watts de potência elétrica estivessem disponíveis, uma bomba poderia armazenar, por dia, 5000 litros, ou seja, 500 vasilhas de 10 litros de água por dia, descontados 40% por conta da eficiência do motor elétrico x eficiência da bomba acrescida das perdas no conduto. A eletrificação libertaria a criança do trabalho de transportar água.
 
Quanto à "água potável segura" ao qual a ONU se refere no programa de "erradicação da miséria", proporcionando-se uma queda, a filtragem da água poderá ser feita com facilidade. E com pequena potência elétrica é possível atribuir à água um pH ácido para esterilização e desinfecção.
 
Em épocas passadas, quando a televisão se transmitia por ondas terrestres, era impossível cobrir todo o território nacional com a televisão educativa. Hoje em dia, basta um satélite estacionário para solucionar esse problema.
  
Evidentemente, o acesso à energia elétrica é o primeiro passo para a redução da distância que separa pobres e ricos.


VI - O EXEMPLO DA ELETRIFICAÇÃO NO BRASIL POR REDE
 
O processo mais simples de eletrificação é por conexão à rede (de transmissão e distribuição), o que não é fácil para um país com a dimensão do Brasil.
 
Os seguintes dados podem ser encontrados no Programa de Desenvolvimento das Nações Unidas (UNDP) e no relatório do Banco Mundial (2002):
  
- Os estados nordestinos brasileiros da Bahia, Ceará e Minas Gerais ocupam ao todo 1,30 milhão de km². Em 1996, 2,54 milhões de famílias habitavam a área rural desses três estados, das quais 1,25 milhão vive sem a eletrificação.
 
- A densidade populacional da área é de apenas 1,95 família por km² e, por isso, é comercialmente inviável às companhias de eletricidade efetuar a eletrificação por conexão à rede. Em 1997, 25.000 famílias foram conectadas à rede. Nesse passo, as conexões até 2005 não passarão de 200 mil famílias, deixando ainda 1,05 milhão sem eletricidade.
 
Obviamente, se a eletrificação por conexão à rede é difícil, será necessário efetuá-la sem rede, ou seja, por intermédio de geração independente distribuída. A agricultura no Brasil hoje em dia, com exceção dos pequenos produtores de verdura de áreas suburbanas, emprega tratores em sua maior parte. A demanda de energia elétrica surge para o uso doméstico, para iluminação e aparelhos eletrodomésticos. Por conseguinte, é possível admitir-se que 1 quilowatt satisfaça essas necessidades. A ligação de dois pontos por km² com essa demanda torna inviável a conexão à rede.


VII - ELETRIFICAÇÃO POR MEIO DE GERAÇÃO INDEPENDENTE DISTRIBUÍDA

Como possibilidades de fontes distribuídas de energia podem ser considerados: o gerador elétrico a motor diesel; e na categoria de fontes renováveis, a geração hidrelétrica, a eólica, a solar e por biomassa.
 
Caso a gasolina seja facilmente disponível, bastaria trazer um gerador portátil de 1 kW e o problema estaria resolvido. Entretanto, este procedimento é viável para países de alta renda. Em países onde a renda é baixa o custo se torna proibitivo.
 
O Banco Mundial possui dados comparativos de preços da gasolina. Segundo esses dados, o preço da gasolina nos países não produtores está entre 40 cents e 1 dólar o litro. Por outro lado, o PIB per capita dos países varia de cerca de 100 dólares, entre os mais pobres como a Etiópia e Moçambique, a 30.000 dólares aproximadamente, em países como o Japão e os Estados Unidos, verificando-se aí uma diferença de 300 vezes. O preço da gasolina nos Estados Unidos é de 47 cents, enquanto na Etiópia é de 46 cents e em Moçambique, 56 cents.
  
O PIB brasileiro é muito superior ao dos países africanos pobres, mas as desigualdades de renda na população são também muito grandes. Assim, recebo freqüentemente consultas de lavradores e fazendeiros em busca de energia barata, quanto à possibilidade de se gerar energia por intermédio de micro-geradores hidrelétricos, mesmo que fossem algumas centenas de watts.
  
A potência obtida na saída de um gerador hidrelétrico é determinada pelo produto da queda d'água pela vazão. A especificação da turbina para uma mesma potência de saída de 1 kW varia com a queda, tornando a geração imprópria para uma padronização de equipamento. Em geradores que operam em água corrente sem reservatório, a geração é impossível com a redução da água na estação seca. Recorde-se que mesmo empregando usinas com barragens, vantajosas para o controle da produção de energia, o Brasil, 95% dependente da energia dessas usinas, decretou poupança obrigatória de 20% do consumo por 8 meses a partir de junho de 2001.
  
O fornecimento de energia deve ser garantido a qualquer momento. Neste aspecto, o gerador eólico não opera sem vento. A energia solar é naturalmente interrompida à noite, mas mesmo durante o dia, o tempo chuvoso ou nublado altera a potência de saída do gerador solar. Assim, para se garantir uma saída estável é necessário empregar um dispositivo acumulador de energia. Contudo, considerando-se por hipótese o uso de um acumulador de chumbo, é necessário um acumulador com 1 tonelada de chumbo para armazenar 50 kWh de energia. Por conseguinte, tanto o gerador eólico quanto o solar podem ser bem aproveitados conectados à rede em sistema, para poupar o combustível da usina termoelétrica ou as reservas de água de uma hidrelétrica de um lado e, de outro, para receber fornecimento para a estabilização da energia gerada quando a produção estiver em queda. Como fontes independentes, a sua confiabilidade é baixa.
  
É possível gerar energia com um motor gerador tendo o álcool por combustível, mas sendo o álcool utilizado em mistura com a gasolina, o seu preço está naturalmente atrelado ao da gasolina. Não deixa de ser um combustível precioso, de fácil manipulação, produzido por biomassa. Contudo, devendo passar por um processo de fermentação na fabricação, esse custo, somado aos da colheita da cana-de-açúcar e da distribuição, fazem dele um combustível de alto luxo para emprego em geradores elétricos.


VII - BIOMASSA DE MADEIRA E O MOTOR STIRLING
 
Acumular energia é um processo demasiadamente custoso. Para garantir um fornecimento de energia estável, não há portanto outro recurso a não ser armazenar a fonte da energia. Para tanto, é desejável que o combustível possa ser armazenado na atmosfera sob forma sólida ou líquida. O álcool apresenta os problemas já descritos acima. Após analisar as fontes de energia hídrica, eólica, solar e alcoólica, acredito que o emprego da biomassa de madeira (cavaco de eucalipto) como combustível deve proporcionar o menor custo de geração.
 
Há 20 anos, tive a oportunidade de conhecer em serviço um diretor da área técnica de um grupo empresarial que se dedicava à mineração de calcário e produção de cimento no Amazonas. Esse diretor, já idoso na época, em uma conversa em que relatava as suas experiências de longos anos no Amazonas, dizia que "a eletricidade mais barata que se pode obter no Amazonas é a produzida por locomotiva velha adquirida; levanta-se a roda de tração e instala-se nela uma correia para acionar o gerador. Quanto ao combustível, é só desbastar uma pequena área da floresta e se obtém em abundância." Isso me deixou uma profunda impressão, que guardo até hoje. Havia, antigamente, ferrovia na Amazônia, substituída posteriormente por rodovia, automóveis e caminhões. Durante viagens, tive a oportunidade de ver muitas vezes velhas locomotivas enferrujadas colocadas em abrigo. As locomotivas a vapor têm baixa eficiência, mas se levadas a optar entre 5 quilos de lenha seca e 1 kWh de energia elétrica, acredito que muitas pessoas irão dar preferência à eletricidade.
  
Diversas tecnologias estão sendo pesquisadas para a utilização da biomassa de madeira como combustível sólido, líquido ou mesmo gasoso, mas o uso da biomassa como combustível sólido, em forma de cavaco, pellets ou carvão é a que se tem atualmente em prática. Além dessa, outras tecnologias se acham ainda em estado de comprovação ou pesquisa, não estando suficientemente consolidadas para a aplicação imediata em eletrificação rural.
  
O cavaco é obtido pelo despedaçamento e pulverização da madeira. O potencial calorífico depende da percentagem de umidade absorvida, mas com a secagem efetuada até 0% de umidade é possível utilizar 100% da energia armazenada pelo processo da fotossíntese vegetal. Os pellets são formados por compressão de cavaco de dimensões minúsculas ou serragem. Naturalmente, perdas de energia ocorrem durante o estágio de conformação e, assim, a eficiência de conversão é de 60% ~ 80%., sem mencionar ainda a energia necessária no processo de transporte entre a ida e a volta à fábrica.
  
O carvão de madeira, obtido por carbonização, tem a capacidade calorífica de 6.500 ~ 8.000 kcal/kg, portanto grande, e peso reduzido. Mas a perda de energia no processo de carbonização é também grande, e a eficiência de conversão não passa de 23% ~ 43%.
  
Os tratores para a agricultura dispõem do Power Take-off (dispositivo de extração da potência motora), que pode ser utilizado para a produção de cavaco, que assim pode ser fabricado no local.
 
Plantando eucaliptos nos terrenos da fazenda, derrubando-os após sete anos e transformando a madeira em cavaco, pode-se obter combustível livre de custo. E se houver equipamento para queimar o cavaco ressecado e produzir energia elétrica, a eletrificação rural terá dado um grande passo. Motores de combustão interna não podem ser utilizados, pois não atendem a essas condições. Como conseqüência lógica, surge aqui o motor Stirling representando os motores de combustão externa.
  
O motor Stirling foi inventado em 1816 pelo pastor de igreja escocês Robert Stirling. Na época, ocorriam sucessivos acidentes de explosão em caldeiras de motores a vapor. A procura por um motor seguro deu origem à invenção. O princípio de funcionamento é simples. Trata-se de um motor alternativo de combustão externa selado, que utilizava inicialmente como elemento gasoso de acionamento o ar, posteriormente substituído por gases não condensáveis como o hélio e o hidrogênio. Ao contrário dos motores de combustão interna, não há restrições para o uso do combustível, e cavaco de eucalipto pode ser naturalmente utilizado. Detalhes podem ser obtidos em publicações como "Teoria e Projeto do Motor Stirling" (Iwao Yamashita, editora Sankaido, em japonês, ou diversas outras publicações em inglês).
  
No século XIX, após a invenção, o desenvolvimento da máquina a vapor e o surgimento do motor de combustão interna levaram o motor Stirling à extinção. No período antecedente à 2^a Grande Guerra, quando a Holanda efetuava pesquisa de recursos em Bornéu, sua colônia, geradores elétricos pequenos e portáteis se fizeram necessários para a iluminação dos acampamentos instalados nas selvas. Deviam aceitar qualquer tipo de combustível e ser silenciosos, o que fez com que as atenções se voltassem para a combinação do motor Stirling e gerador. O desenvolvimento desse conjunto, iniciado pela Phillips em 1938, prosseguiu durante todo o período da guerra.
  
Após 1970, o Ministério da Energia americano procurava por um motor que possibilitasse economia substancial de combustível. Com isso, o foco das atenções se concentrou no motor Stirling e na turbina a gás. As pesquisas foram reiniciadas. Mesmo o Japão, nos anos 1970, iniciou o "Desenvolvimento da Pesquisa do Motor Stirling para Navios", por iniciativa do Ministério de Transportes, e o "Desenvolvimento da Pesquisa do Motor Stirling de Uso Geral", do Projeto Moonlight, já na década de 1980. Entretanto, essa pesquisa não foi continuada no Projeto New Sunshine posterior, onde se menciona apenas que a pesquisa "contribuiu para a consolidação da engenharia de aplicação".
  
Em comparação ao motor de combustão interna, o motor Stirling apresenta as desvantagens do peso e da capacidade. Operacionalmente, apresenta ainda defeitos vitais no acionamento e na resposta à variação da carga. Assim, é compreensível que ele não seja adequado ao atendimento da demanda maior do que a prevista nos motores para automóveis. Além do mais, as esperanças do futuro para esse mercado estão depositadas nas células de combustível, cuja comercialização já se iniciou. Ao que parece, o motor Stirling está fadado à terceira derrota ante as células de combustível, após já ter sido derrotado pela máquina a vapor e pelo motor de combustão interna.
  

IX - A ELETRIFICAÇÃO RURAL NO BRASIL E A VIABILIDADE DO MOTOR STIRLING
  
Contudo, como se concluiu na discussão do problema de eletrificação no Brasil, se o único combustível utilizável é o derivado da biomassa (cavaco de eucalipto), o grupo motor Stirling com gerador elétrico que a Phillips precisou antes da guerra em Bornéu poderá voltar a ser procurado, ressuscitando possivelmente o motor.
  
Nos Estados Unidos, já existe um fabricante que efetuou teste de funcionamento por 40.000 horas em motor Stirling com combustível de biomassa (pellets de madeira) acoplado a um gerador elétrico de 1 kW.

O fabricante é a empresa Sunpower, com sede em Ohio (www.sunpower.com), e o grupo gerador tem o nome comercial "Biowatt".
  
Conforme dados da empresa (A Biomass-Fired 1 kW Stirling Engine and Its Application in South Africa), o equipamento produz 1 kWh de energia elétrica e 4 kWh de calor com um consumo de 1,2 ~ 1,4 kg por hora de combustível de biomassa. Considerando-se que a capacidade calorífica da biomassa é de 4.500 kcal/kg, a eficiência de geração é de 14% ~ 19%, que penso ser perfeitamente condizente à aplicação. E, se o calor for utilizado para a secagem da biomassa, será possível obter uma quantidade de calor próxima à teórica.
 
O "Biowatt" tem uma construção muito simples. Utiliza um motor Stirling de cilindro único e pistão livre, acoplado a um gerador linear de corrente alternada, de ímã permanente. A estrutura principal do motor - gerador pesa 20 kg. Segundo cálculos da Sunpower, o custo de fabricação para 10.000 unidades é de 350 dólares por unidade. Não há indicação de preço do dispositivo de combustão.
 
Quanto ao custo da geração de energia, conforme dados da empresa Sunpower (Micro-Biomass Electric Power Generation) ela está entre 6 ~12 cents por kWh independentemente da potência de saída obtida, tanto em operação de unidades isoladas quanto em sistemas com diversas unidades operando em paralelo, embora dependa do custo do combustível. Não é portanto muito diferente do custo da energia elétrica para uso doméstico nos centros urbanos.


X - CONCLUSÃO
 
Não é preciso dizer que o combustível de biomassa, neutro em emissão de carbono, é preferível ao combustível petrolífero, particularmente sob o ponto de vista de controle do aquecimento global.
 
Também, não existe solução para o problema do aquecimento global sem que haja transferência de fundos e tecnologia dos países desenvolvidos aos países em desenvolvimento, como deixou perceber o confronto entre o norte e o sul durante o COP8 de Nova Délhi aberto em 1 de novembro de 2002.
 
Tecnologias já arquivadas nos países desenvolvidos, como por exemplo a do motor Stirling, aqui tratado, podem ser a chave para a solução de problemas nos países em desenvolvimento.
 
Consta que os investimentos no Japão para a pesquisa de desenvolvimento do motor Stirling já chegam a 10 bilhões de yenes (80 milhões de dólares). Quantos da população de 1,6 bilhão que vive sem energia elétrica no mundo virão a utilizar a biomassa é ainda uma incógnita. Entretanto, se a tecnologia que o Japão possui em trocadores de calor, em selagem, em materiais como o ímã permanente e em construção de motores Stirling, assim como a de ponta em controle eletrônico para carros híbridos e células de combustível, for lançada em um dispositivo gerador de eletricidade de 1 kW como contribuição ao processo de eletrificação para a "erradicação da miséria", memoráveis resultados serão, sem dúvida alguma, obtidos.
  
É grande a esperança depositada na tecnologia japonesa para o progresso da eletrificação rural dos países em desenvolvimento.

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