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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.86.2004.tde-23082004-123349
Documento
Autor
Nome completo
Flavio de Miranda Ribeiro
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2003
Orientador
Banca examinadora
Silva, Gil Anderi da (Presidente)
Bermann, Celio
Coltro, Leda
Título em português
"Inventário de ciclo de vida da geração hidrelétrica no Brasil - Usina de Itaipu: primeira aproximação"
Palavras-chave em português
Análise de Ciclo de vida
Ciclo de Vida
Geração hidrelétrica
Gestão Ambiental
Inventário de Ciclo de Vida
Usina Itaipu
Resumo em português
A Análise de Ciclo de Vida (ACV) tem se mostrado uma importante ferramenta de avaliação ambiental, devido à seu enfoque “sobre função”, que permite considerar o desempenho ambiental de produtos, procedimento cada vez mais requerido por diversos atores sociais. Para que a ACV possa ser utilizada de modo amplo e confiável, faz-se necessário que se desenvolvam bases de dados regionalizadas, contendo Inventários de Ciclo de Vida (ICV) dos principais insumos usados pela sociedade- energia, matérias- primas,etc. O presente trabalho faz parte de uma projeto conduzido pelo GP2- Grupo de Prevenção da Poluição, da Escola Politécnica/ USP, de disponibilização de bases brasileiras para ACV, sendo dedicado especificamente à geração de eletricidade. Para permitir sua realização no âmbito de uma dissertação de mestrado, adotou-se como simplificação a geração de eletricidade na usina hidrelétrica de Itaipu, responsável em 2000 por 22,4% da eletricidade consumida no país. Para construir o ICV realizou-se uma revisão bibliográfica sobre o uso da ACV em hidrelétricas, estabelecendo recomendações gerais. A seguir, estudou-se Itaipu quanto à sua obra civil e consumo de insumos na construção e operação por 100 anos, obtendo ao final um ICV com os aspectos ambientais mais significativos em termos da energia gerada (MWh). Neste contexto as fronteiras estabelecidas incluem: escavações e obras de terra; instalação e operação do canteiro de obras; transporte dos operários e de cimento, cinzas, aço estrutural e diesel para a obra; ciclo de vida do aço, cobre, cimento, diesel, óleos lubrificante e de transformador usados na barragem e equipamentos permanentes (considerando inclusive manutenção e substituição); e enchimento do reservatório. Com a discussão dos resultados pode-se demonstrar, além da importância do uso de dados homogêneos, que o ICV é extremamente sensível ao horizonte de análise (na verdade à energia gerada), o que confirma que a construção é a principal origem dos aspectos ambientais significativos. Outra conclusão é que cada hidrelétrica constitui um caso particular, não sendo possível atribuir valores típicos. No entanto, há indícios de que Itaipu, por seu alto fator de capacidade e potência instalada, possua um desempenho ambiental acima da média das hidrelétricas, principalmente no que se refere ao tempo de retorno da energia investida. As estimativas indicam que os processos que mais contribuem aos aspectos ambientais de hidrelétricas sejam: enchimento do reservatório; ciclo de vida do cimento e aço, e operação das máquinas de construção. As etapas de transporte parecem não ser de relevância, ao contrário do consumo de aço nos equipamentos permanentes. Em comparação com a geração termelétrica, as emissões atmosféricas e consumo de água do ciclo de vida de Itaipu se mostraram significativamente menores. No entanto há que se considerar que esta comparação se restringiu a estes aspectos. Ao final, conclui-se que resultados mais precisos sobre aspectos e processos de maior prioridade dependem da condução da etapa de Avaliação de Impactos da ACV, e portanto não se deve utilizar os resultados desta análise de inventário como único critério para tomada de decisões em planejamento energético.
Título em inglês
Life Cycle Inventory of Brazilian hydroelectric generation- Itaipu Power Plant: first approximation.
Palavras-chave em inglês
Environmental Management
Hydroelectric generation
Itaipu Power Plant
Life Cycle
Life Cycle Assessment
Life Cycle Inventory
Resumo em inglês
The Life Cycle Assessment (LCA) has been proven to be an important environmental assessment tool, mainly due to its “focus on function”, which allows the consideration of the environmental performance of products, itself a proceeding that has been more and more requested by different social actors. However, for LCA to be widely and trustfully used, the development of local data bases containing Life Cycle Inventories (LCI) of the most used inputs (energy, raw materials, etc.) is necessary. The present thesis is part of a project conducted by GP2- Group of Pollution Prevention - Escola Politécnica/ USP, which aims to develop and make available a Brazilian LCA data base. Specifically, it focuses electricity generation. In order to allow this project to be concluded in a masters degree context, it was adopted as a simplification the electricity generation in Itaipu Hydropower Plant, responsible for 22,4% of Brazilian consumption in 2000. As a first step towards the elaboration of the LCI, a review on LCA use on hydropower plants was conducted, establishing general recommendations. On the following, Itaipu project was studied concerning its initial civil works and the materials consumption on construction and operation within a 100 year period, obtaining as a result a LCI with the most significant environmental burdens in terms of generated energy (MWh). The system boundaries on this context includes: excavations and other earthen works; building site installation and operation; transportation of: workers, cement, ashes, structural steel and diesel; life cycle of steel, copper, cement, diesel, lubricant oil and transformer oil used on the dam and permanent equipment; (including maintenance and substitution); and reservoir filling. The results demonstrate, besides the importance of data homogeneity, that the LCI is extremely sensitive to the considered lifetime, which confirms that the construction phase is the main source of environmental burdens. Another important conclusion is that each hydropower plant is a particular case, and it is not possible to establish typical values for the environmental burdens. However there is an indication that Itaipu has a better environmental performance than other plants, mainly on respect to the energy pay back period, due to its high capacity factor and installed power. According to the estimates, the process which most contributes to the environmental burdens of hydropower plants life cycle are: reservoir filling; steel and cement life cycle; and operation of construction machines. Transport activities are of no relevance, however the steel consumption on permanent equipment is. Compared to thermal power, hydropower life cycle air emissions and water consumption are shown to be significantly lower. This comparison indeed is restricted only to this burdens. Finally, recommendations are presented, in the spirit of refining boundaries in the following studies, and the objectives attained are commented. It should be highlighted that all hypothesis and calculations are located in the Annex volume, being just referenced on the main text.
 
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MestradoFlavio.pdf (2.68 Mbytes)
Data de Publicação
2004-09-23
 
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  • RIBEIRO, Flávio de Miranda, and DA SILVA, Gil Anderi. Life-cycle inventory for hydroelectric generation : a Brazilian case study [doi:10.1016/j.jclepro.2009.09.006]. Journal of Cleaner Production [online], 2010, vol. 18, n. 1, p. 44-54.
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