Méthodologie de conception de pièces composites à renforts carbone de deuxième génération
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1. Análise comparativa do consumo para uso energético do Gás Natural, GLP, Lenha
Energia Elétrica, Óleo Diesel e Etanol por setor (residencial, comercial, industrial,
transporte) no período de 2003 a 2013
1.1. Setor Residencial
De acordo com o Balanço Energético Nacional – BEN 2013, o setor residencial é o terceiro
consumidor de energia final, com um consumo de 9,4% da matriz da energética. Ele apresenta
um parque energético pouco diversificado onde suas principais fontes energéticas são: a le-
nha, o GLP e a eletricidade que juntos representam 97,8% de sua matriz energética.
O crescimento do consumo energético do setor residencial é uma tendência mundial, im-
pulsionado por fatores como o maior retraimento das pessoas em suas residências em conse-
quências da violência dos grandes centros urbanos; valorização do conforto e entretenimento,
promovida pela grande oferta e facilidades na compra de eletros- eletrônicos, dentre outros.
No âmbito nacional, essa tendência é potencializada por políticas publicas como o programa
Luz para Todos que visa fornecer energia elétrica para todos os cidadãos e a promoção de mo-
dicidade tarifária aos consumidores de baixa renda. Além disso, a ingresso de milhões de brasi-
leiros a classe média faz com que os mesmos tenham maior acesso a produtos eletroeletrôni-
cos que antes não tinham.
Para balancear esta evolução no consumo de energia há uma necessidade cada vez maior
de equipamentos mais eficientes e de uma conscientização dos consumidores quanto ao uso
racional da energia elétrica. O Procel é um Programa do governo brasileiro que atua neste
sentido visando promover o uso eficiente da energia elétrica e a combater seu desperdício.
O uso da energia elétrica nas residências é basicamente para o aquecimento de água, ilu-
minação, conservação de alimentos (geladeiras e freezers), condicionamento ambiental e la-
zer. O chuveiro elétrico é o grande consumidor de energia elétrico do setor residencial, segui-
do pelo ar-condicionado e pelas lâmpadas, respectivamente.
Será analisado nesta seção apenas o consumo da lenha, do gás natural, do GLP e da eletri-
cidade. As outras fontes energéticas requisitadas na analise (etanol e óleo diesel) não figuram
no balanço energético do setor residencial por razão de desuso.
Análise do Balanço Energético Nacional
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Gráfico 1. Análise do Consumo Total do Setor Residencial no período de 2003-2012.
1.1.1. Lenha
A lenha tem uma importância fundamental no setor residencial brasileiro, segundo o BEP -
2013, ela é a segunda principal fonte de energia para as residências brasileiras. Ela provém de
florestas nativas e de reflorestamento e é utilizada através da sua queima direta ou pela sua
combustão, gerando assim o carvão vegetal. O seu uso se dá principalmente em regiões rurais,
quando ela é destinada a cocção de alimentos.
Entretanto, a lenha, vem perdendo cada vez mais espaço nos domicílios brasileiros. Em
1975, ela era a principal fonte energética das residências e 18 milhões de tep eram produzidos
a partir dela. Já em 2012, apenas 6 milhões de tep foram produzidos e tudo indica que no ano
de 2013, ela passará ao posto de terceira principal fonte energética.
Por outro lado, o GLP e a eletricidade tiveram fortes altas de consumo desde 1975, o que
mostra uma clara substituição da lenha por essas duas outras fontes. O GLP saiu de saiu de 2
milhões de tep produzidos em 1975 para 26,9 milhões em 2012; enquanto a eletricidade saiu
de 1 milhão de tep para 42,6 milhões no mesmo intervalo de tempo. As principais causas dessa
substituição é a baixa eficiência energética da lenha, cerca de 10%, e a emissão de partículas
poluentes ligadas à combustão que ocasionam problemas a saúde.
Entre 2003 e 2006, observa-se um aumento no consumo de lenha ao mesmo tempo em
que ocorre uma diminuição no consumo de GLP. Tal se dá praticamente na mesma quantida-
de já que o GLP e a lenha são os dois combustíveis responsáveis pela cocção de alimentos.
Após 2006, o consumo de lenha volta a cair e o de GLP volta a subir, tendência que segue des-
de a década de 1970. Desta forma, a lenha se mostra como uma alternativa para uma deter-
minada parcela da população em tempos que a produção de GLP caia ou tenha um preço ele-
vado.
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A lenha pode ser usada também para calefação e aquecimento, como é usada em países
desenvolvidos. Além disso, ela pode gerar emprego e renda já que ela é um recurso renovável.
Gráfico 2. Gráfico do Consumo de Lenha do Setor Residencial entre 2003-2012.
1.1.2. Eletricidade
A energia elétrica é a principal fonte energética do setor residencial, ela é responsável por
42,6% da energia final. Ela é uma fonte de energia primária que tem um uso bem abrangente,
podendo ser usada para diversos fins. Por exemplo, no o uso de aparelhos eletroeletrônicos e
informáticos, um uso nobre, ou para um uso um pouco menos nobre como: a calefação, o
aquecimento ou a cocção de alimentos, ou seja, usos térmicos da energia elétrica. Esse uso
térmico da energia elétrica pode ser substituído por outra fonte como o GLP ou a lenha.
O uso da energia elétrica é bastante variável nas residências brasileiras, ele é atrelado im-
perativamente ao aspecto socioeconômico da família e a região. De um modo geral, quanto
maior a renda da família, maior será o consumo de energia já que provavelmente ela terá uma
maior quantidade de eletrodomésticos. De outro lado, os consumidores de baixa renda repre-
sentam um desafio especial para já que muitas vezes estes são induzidos ao mercado consu-
midor via equipamentos com baixa eficiência, os quais não contém o selo do Procel ou de são
segunda mão.
A energia elétrica, entretanto depende de um fator que não se pode controlar, a chuva.
Em sistemas elétricos predominantemente hídricos, como o brasileiro, é necessário um plane-
jamento eficiente para garantir o abastecimento continuo da energia, aliás, é preciso ter água
para se ter energia.
Em 2001 devido a um grande período sem chuvas no Brasil, uma medida conhecida popu-
larmente como “Apagão” foi instituída pelo governo federal visando uma redução no consumo
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de energia. A medida durou nove meses e foi bem-sucedida. O setor residencial foi o que mais
contribuiu para o racionamento, o consumo nos domicílios brasileiros foi reduzido em 39,3%.
Nos últimos 10 anos, o consumo energia elétrica vem crescendo e a tendência é que ele
continue pelo menos até 2023. No entanto, tal crescimento é ameaçado por um novo risco de
“Apagão” já que os níveis dos reservatórios estão baixíssimos comprometendo o fornecimento
dessa energia.
Gráfico 3. Gráfico do consumo de eletricidade do setor residencial no período de 2003-2012.
1.1.3. Gás Natural
O Gás Natural Residencial (GNR) surgiu como uma alternativa ao Gás Liquefeito do Petró-
leo (GLP) na década de 80. O seu uso em sua maioria é para cocção de alimentos e aquecimen-
to de água. Ele apresenta algumas vantagens em relação ao GLP como um preço mais competi-
tivo, uma maior segurança já que o gás se dissipa facilmente em caso de vazamento e uma
maior comodidade já que o gás é fornecido continuamente. Além disso, ele é menos poluente.
Alguns entraves faz com que o consumo do gás natural no setor residencial é seja ainda
baixo, cerca de 1,2%. A falta de informação ao consumidor sobre as vantagens do GNR, as im-
posições feitas à cerca da instalação dos equipamentos necessários a instalação e o consumo
mínimo de 400 kg/mês são alguns dos empecilhos.
No entanto, o GNR conquista cada vez mais oportunidade no mercado. Nos últimos 10
anos o seu o consumo aumentou em quase 75%, evidenciando assim que há espaço no mer-
cado para GNR. As vantagens citadas anteriormente do GNR somadas ao histórico de aciden-
tes domésticos devido ao GLP induzem a uma substituição gradativa do GLP pelo GNR.
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Gráfico 4. Gráfico do consumo de Gás Natural no setor residencial no período de 2003 -2012.
1.1.4. Gás Liquefeito do Petróleo (GLP)
O Gás Liquefeito do Petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos líquidos obtidos a partir
do refino do petróleo ou a partir do gás natural. Ele é popularmente conhecido como gás de
cozinha já que sua maior aplicação é na cocção de alimentos, embora ele seja utilizado em
várias outras aplicações industriais como o aquecimento.
O GLP foi introduzido no Brasil na década de 30, mas começou a popularizar-se apenas na
década de 50 quando a Mangels, um fabricante de botijões, desenvolveu o botijão de 13 kg
que acabou se tornando o padrão brasileiro. Ele pode ser facilmente transportável, sem a ne-
cessidade de gasodutos ou redes de distribuição alcançando assim as regiões mais remotas,
rurais e urbanas.
O GLP é um produto essencial para a população brasileira, garantindo o abastecimento de
95% dos domicílios, sendo a segunda principal fonte energética do setor residencial. A amplia-
ção da capacidade das refinarias e a entrada em operação da UPGN (Unidade de Processamen-
to de Gás Natural) fizeram com que o Brasil se tornasse autossuficiente em GLP. Em 2000, a
situação era diferente e 40% do GLP eram importados. Isso explica a baixa no consumo nos
anos de 2005 e 2006 quando a crise com a Bolívia fez diminuir o consumo interno.
Como dito anteriormente, o GLP ficou conhecido apenas como gás de cozinha, e assim é
subestimado em sua capacidade de participar da matriz energética com usos mais nobres.
Para mudar essa situação, é cada vez mais estimulada o seu uso para o aquecimento da água.
O uso desse gás para tal finalidade representa um menor custo para o consumidor, além de ser
mais benéfico para o país em termos de balança energética já que a energia elétrica é nor-
malmente utilizada. Além disso, sistemas de aquecedores a GLP é também mais barato.
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Nos últimos 10 anos, o consumo do GLP vem crescendo e ele pode crescer ainda mais nos
próximos anos apesar a concorrência do Gás Natural. O GLP pode ocupar uma parcela ainda
maior no mercado já que 27,2% do mesmo é fornecido pela lenha. A fixação do preço do gás e
a difusão de informações de como esse gás podem ser utilizadas além da cocção de alimentos
é estratégia de empresários do ramo para um crescimento médio de 2,5% nos próximos anos.
Gráfico 5. Gráfico do Consumo de GLP no Setor Residencial no período de 2003-2012.
1.2. Setor Comercial
O setor comercial foi o setor que mais aumentou seu consumo total nesses últimos dez
anos, 54%. Esse aumento pode ser explicado pelo baixo nível de desemprego, pelo aumento
da renda das famílias e pela manutenção do credito. Esses fatores fazem com que novos shop-
pings centers, lojas de serviço e de alimentação sejam abertos, elevando o consumo do setor
terciário e de serviços.
Nos últimos dez anos, o consumo total cresceu e a expectativa é de crescimento ainda
maior para os próximos anos. Assim como o setor residencial sua matriz é pouco variada, sen-
do extremamente dependente da energia elétrica.
Será analisado nesta seção apenas o consumo da lenha, do gás natural, do GLP e da eletri-
cidade. As outras fontes energéticas requisitadas na analise (etanol e óleo diesel) não figuram
no balanço energético do setor residencial por razão de desuso.
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Gráfico 6. Análise do Consumo Total do Setor Comercial no período de 2003-2012.
1.2.1. Lenha
Como visto na seção 1.1.1, a lenha desempenha papel importantíssimo na produção
de energia para o setor residencial sendo responsável por 27,2% da energia total. No setor
comercial, entretanto, ele desempenha papel bem menos importante. Em 2012, ela foi res-
ponsável pela produção de 1200 tep (tonelada equivalente de petróleo), o equivalente a 1,2%
da energia total.
Nos últimos 10 anos, houve um pequeno aumento do consumo de lenha no setor co-
mercial. No entanto, se em 2003 ela era responsável por 1,6% da energia total desse setor, em
2012 ela foi responsável por apenas 1,2%. Desse modo, ela confirma a tendência em que a
lenha perde espaço na Matriz Energética Total.
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Gráfico 7. Gráfico do Consumo de Lenha do Setor Comercial entre 2003-2012.
1.2.2. Eletricidade
A energia elétrica é predominante no setor comercial, ela representa 89% da energia total
desse setor. Nesses últimos dez anos, tanto seu consumo como sua participação percentual na
matriz energética cresceram evidenciando uma extrema dependência do setor com este tipo
de energia. Ademais, há uma expectativa de crescimento do consumo dessa energia.
Tal dependência é indiscutivelmente negativa já que uma boa matriz energética é uma ma-
triz variada. Com o risco de um novo “Apagão” iminente devido aos baixos níveis dos reserva-
tórios, o crescimento do setor comercial fica em xeque.
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Consumo de lenha no setor comercial
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Gráfico 8. Gráfico do Consumo de Energia Elétrica do Setor Comercial entre 2003-2012.
1.2.3. Gás Natural
O gás natural pode ser usado em uma série de aplicações no setor comercial. As principais
são o aquecimento de água e a cocção de alimentos, tanto quanto no setor residencial, em
locais como padarias, restaurantes, lanchonetes, hotéis, entre outros. Além disso, o combustí-
vel pode ser usado em sistemas de ar condicionado (shoppings centers), produção de gases
hospitalares (hospitais), lavanderias (equipamentos para passagem e secagem de roupas),
entre outras aplicações.
As principais vantagens desse gás natural aplicado no setor em questão são: o abasteci-
mento estável e contínuo, o preço competitivo, o baixo custo de manutenção, a simples insta-
lação e a maior segurança contra explosões já que ele se dissipa facilmente. Além disso, ele é
uma fonte de energia limpa.
Devido às vantagens e as oportunidades listadas acima, o gás natural teve um crescimento
no seu consumo entre 2003 e 2007. Entretanto, em 2008 houve uma grande queda no consu-
mo desse gás no setor comercial devido à nacionalização do gás natural boliviano do qual o
Brasil depende. A partir de 2009, houve um novo crescimento graças a um cenário politico
internacional um pouco mais estável e aos incentivos a geração de energia termoelétrica a gás.
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Consumo de energia elétrica no setor comercial
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Gráfico 9. Gráfico do Consumo de Gás Natural do Setor Comercial entre 2003-2012.
1.2.4. Gás Liquefeito do Petróleo (GLP)
O Gás Liquefeito do Petróleo (GLP) é a segunda principal fonte de energia do setor comer-
cial com uma participação de 5,7% da energia total. Nos últimos três anos, essa fonte energéti-
ca vem em crescimento gradativo após uma brusca queda em 2009. Tal queda é justificável
pela crise econômica mundial que afetou, sobretudo, os setores comercial e industrial. O cres-
cimento, por sua vez, advém de uma recuperação normal da economia aliado a uma medida
da ANP (Agencia Nacional do Petróleo) que liberou o uso do GLP para o aquecimento de sau-
nas, piscinas e caldeiras.
O GLP é usado nas mesmas aplicações que o gás natural no setor em questão. Pesa em fa-
vor do GLP o fato de o Brasil ainda não ser autossuficiente em gás natural o que deixa o país
sujeito a riscos de desabastecimento.
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Gráfico 10. Gráfico do Consumo de GLP do Setor Comercial entre 2003-2012.
1.3. Setor de Transportes
O setor de transportes é o segundo maior consumidor de energia total, chegando a uma
taxa de cerca 33% no ano de 2012. Ele possui uma matriz energética bem variada com oito
tipos diferentes de fontes. As principais são o óleo diesel e a gasolina automotiva que juntos
representam quase 80% da matriz energética. As outras fontes são: o gás natural, o óleo com-
bustível, a gasolina de aviação, a querosene, a eletricidade e o álcool etílico.
Os tipos de transportes existentes são divididos em quatros grupos: rodoviário, hidroviá-
rio, ferroviário e aéreo. O transporte rodoviário é o que consumo maior energia, cerca de 90%,
e o ferroviário é aquele que consome a menor quantidade, ele é também o mais “limpo”. Nes-
te relatório, o setor de transporte aéreo não será considerado visto que suas fontes utilizadas,
querosene de aviação e gasolina de aviação, não se enquadram no objetivo desta análise.
A energia elétrica não tem participação significativa como fonte energética no setor de
transportes. Ela tem apenas um breve destaque na rede ferroviária onde foi responsável por
13% do seu consumo total em 2012. Desta forma, uma análise mais robusta dessa fonte não
será feita.
Nos últimos dez anos, o consumo total sempre cresceu exceto no ano de 2009 no qual ele
sofreu ligeira queda devido à crise econômica mundial.
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Gráfico 11. Análise do Consumo Total do Setor de Transportes no período de 2003-2012.
Os gráficos do Anexo 1 mostram consumo de energia total para cada modal existente, in-
cluindo todas as fontes energéticas.
Gráfico 12. Consumo do Setor de Transporte por Fonte no período entre 2003-2012.
1.3.1. Gás Natural
O consumo do gás natural no setor de transporte se dá exclusivamente na rede rodoviária.
Desse modo, os valores do gráfico do consumo total do setor de transporte por Fonte, o gráfi-
co 12, representa os mesmos valores do gráfico de consumo da rede rodoviária, Anexo 2.1. O
Gás Natural Veicular (GNV) ocupa uma pequena parcela dessa matriz energética, sendo res-
ponsável por 2,3% da energia total.
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A economia com a utilização do GNV pode chegar a 66% para usuários que rodam acima
de mil quilômetros por mês, devido ao alto custo de instalação. Os taxistas são, assim, seu
maior consumidor. Outra vantagem do GNV é que ele é um combustível com baixíssima emis-
são de poluentes.
Nos últimos dez anos, houve uma queda no consumo desse tipo de combustível em razão
ainda da crise de desabastecimento com a Bolívia. A alta dos preços após essa crise e a descon-
fiança de um novo aumento afasta os motoristas desse combustível.
1.3.2. Etanol
O Brasil é o segundo maior produtor de etanol ficando atrás apenas dos Estados Unidos, os
dois países são responsáveis por 90% da produção mundial. Entretanto, o etanol brasileiro,
oriundo da cana-de-açúcar, reúne algumas condições de produção o que faz ser mais competi-
tivo. Isso tem levado a uma grande expectativa por parte de alguns países desenvolvidos de
importar este produto em um potencial mercado internacional emergente. Neste contexto, o
Brasil já se coloca como o maior exportador mundial de etanol.
O etanol é responsável por 12,5% da energia total do setor de transporte e, assim como o
gás natural, seu consumo se resume a sua utilização na rede rodoviária. O uso do etanol como
combustível começou a ganhar força na década de 70 quando o governo brasileiro criou o
programa Pro-Álcool. Desde então, o álcool ocupa grande parte do mercado de combustíveis
chegando a ultrapassar a gasolina como principal fonte energética da rede rodoviária em 1989.
A obrigatoriedade de 25% de etanol na gasolina comum e a popularização dos carros
“Flex” na ultima década mantém o etanol na terceira posição de principal fonte energética par
a rede rodoviária.
Embora a produção tenha crescido cerca de 70% nos últimos dez anos, desde 2010 o mer-
cado do etanol entrou em recessão. Esta crise pode ser explicada por alguns fatores como: a
queda de produtividade da cana-de-açúcar, oriunda ainda da crise de 2008; questões climáti-
cas que prejudicaram gravemente as últimas safras; o subsidio dado à gasolina e; após a des-
coberta do pré-sal, o etanol passou a ser segundo plano para o governo.
Análise do Balanço Energético Nacional
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Gráfico 13. Consumo Total de Etanol Do Setor de Transportes no período de 2003-2012.
1.3.3. Óleo Diesel
O óleo diesel é um combustível derivado do petróleo, inflamável, com médio nível de toxi-
cidade, pouco volátil, isento de materiais em suspensão, límpido, com cheiro forte e caracte-
rístico. Ele é utilizado em motores de combustão interna e ignição por compressão (motores
do ciclo diesel) empregada nas mais diversas aplicações, tais como: automóveis, ônibus, cami-
nhões, pequenas embarcações, locomotivas, navios, etc.
A grande vantagem o óleo diesel é sua eficiência energética que é mais alta do que outros
combustíveis derivados do petróleo, como a gasolina e o gás natural. Por isto, ele é a principal
fonte energética do setor de transportes, sendo utilizado por todas as redes analisadas neste
relatório. Em 2012, ele foi responsável por 48,1% da energia total do setor de transportes.
A maior consumidora de óleo diesel é o rede rodoviária, cerca de 97% do total. Para esta
rede, a ANP (Agência Nacional de Petróleo) classifica o óleo diesel em dois tipos: óleo diesel A,
sem adição de biodiesel, e óleo diesel B, com adição no teor estabelecido.
Nos últimos dez anos, o consumo de óleo diesel subiu quase 50% acompanhando o au-
mento da frota rodoviária brasileira. Para os próximos anos, a tendência é que este consumo
continue em alta.
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Gráfico 14. Consumo Total de Diesel Do Setor de Transportes no período de 2003-2012.
2. Anexo
2.1. Rede Rodoviária
Gráfico 15. Consumo da Rede Rodoviário por fonte no período entre 2003-2012.
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2.2. Rede Ferroviária
Gráfico 16. Consumo da Rede Ferroviário por fonte no período entre 2003-2012.
2.3. Rede Hidroviária
Gráfico 17. Consumo da Rede Hidroviária por fonte no período entre 2003-2012.
3. Conclusao
O Brasil possui uma fonte uma matriz energética bem variada e relativamente limpa se
comparada a outros países emergentes. Entretanto, continua sendo uma matriz extrema-
mente dependente do petróleo. Se nos últimos dez anos essa dependência manteve-se
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2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
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ep
(to
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Ano
Consumo da Rede Ferroviária por Fonte
Diesel
Eletricidade
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400
600
800
1000
1200
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
10
3 te
p (
toe
)
Ano
Consumo da Rede Hidroviária por Fonte
Diesel
Óleo Combustível
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praticamente estável, podemos dizer que se livrar da é um dos maiores desafios nos pró-
ximos dez. Reduzir o estrondoso número de veículos particulares das ruas, oferecendo um
transporte público de qualidade seria uma alternativa. Além disso, o país precisa voltar a
investir mais no etanol.
Modernizar também é necessário. Apesar de o Brasil ter um potencial enorme para produ-
ção de energia eólica e solar, ele ainda é não devidamente explorado. A lenha, por outro
lado, continua sendo a principal fonte energética de milhões de brasileiros.