Questão 105 do ENEM 2017

Como resolver a questão 105 passo a passo?

O conceito que resolve

O sistema híbrido integra duas fontes de energia: eólica (dependente de vento) e biogás (combustível armazenável). A energia eólica é convertida em hidrogênio por eletrólise (processo que usa eletricidade para decompor água em hidrogênio e oxigênio). Esse hidrogênio é armazenado e, quando necessário, pode ser queimado (em células a combustível ou turbinas) para gerar eletricidade novamente. O biogás já é uma fonte de energia armazenável e pode ser queimado diretamente para gerar calor e eletricidade. A chave aqui é entender como o hidrogênio produzido a partir da energia eólica é utilizado para suprir a demanda quando o vento para.

Como chegar na resposta

1. Entender o funcionamento da estação híbrida: A estação usa energia eólica (dependente de vento) e biogás (independente de vento). O texto menciona que a energia eólica é armazenada na forma de gás hidrogênio.
2. Analisar o papel do hidrogênio: O hidrogênio é produzido a partir da energia eólica (por eletrólise) e armazenado. Quando não há vento, esse hidrogênio armazenado deve ser usado para manter o abastecimento.
3. Identificar como o hidrogênio é utilizado: O texto diz que o hidrogênio é usado para abastecer a rede elétrica e células a combustível. Isso implica que ele é queimado (em células a combustível ou turbinas) para gerar eletricidade.
4. Relacionar hidrogênio e biogás: O texto menciona que o hidrogênio é usado em conjunto com o biogás para gerar calor e eletricidade. Isso sugere uma combustão ou reação que envolve os dois gases.
5. Eliminar alternativas que não condizem com o texto: Por exemplo, a alternativa que fala em eletrólise para enviar energia à rede (A) não faz sentido, pois a eletrólise é usada para produzir hidrogênio, não para enviar energia diretamente. Outras alternativas falam em inércia de turbinas (C) ou geração direta de eletricidade (D, E), o que não combina com o texto.
6. Confirmar a alternativa que explica o uso do hidrogênio armazenado em conjunto com o biogás para gerar energia quando não há vento.

Por que cada alternativa

• AEletrólise para enviar energia à rede: Erro de conceito. A eletrólise é usada para produzir hidrogênio a partir da energia eólica, não para enviar energia à rede. Além disso, a eletrólise consome energia, não a gera. Quem confunde o processo de produção de hidrogênio com a geração de eletricidade cai nessa alternativa.
• BHidrogênio armazenado usado na combustão com biogás para gerar calor e eletricidade: Correto. O texto diz que o hidrogênio é usado para abastecer a rede elétrica e células a combustível, e que a estação híbrida usa biogás e hidrogênio para gerar energia. Isso resolve o problema da ausência de vento, pois o hidrogênio armazenado pode ser queimado com o biogás para manter a geração de energia.
• CTurbinas girando por inércia: Erro de física básica. Turbinas eólicas não funcionam por inércia após pararem. Elas dependem do vento para girar. Quem imagina que as turbinas continuam girando como um pião após parar confunde inércia com funcionamento contínuo de máquinas.
• DCombustão direta de biogás-hidrogênio gera eletricidade adicional: Parcialmente verdadeiro, mas o texto não menciona que a combustão gera eletricidade *diretamente* para a estação. Além disso, o foco é o uso do hidrogênio armazenado (produzido a partir da energia eólica) em conjunto com o biogás, não apenas a combustão direta. Quem lê apressadamente pode achar que a alternativa explica tudo, mas ela ignora o papel do armazenamento de hidrogênio.
• EPlanta usa todo o calor da combustão para gerar eletricidade: Erro de eficiência energética. Nenhum sistema converte 100% do calor em eletricidade (Lei da Termodinâmica). Além disso, o texto não menciona isso. Quem assume que a planta é 100% eficiente ou ignora as leis da física cai nessa alternativa.

Onde essa questão derruba a maioria

A questão exige entender que o hidrogênio é produzido a partir da energia eólica e armazenado para uso posterior, não apenas o funcionamento isolado do biogás ou das turbinas eólicas. A pegadinha está em pensar que a estação continua funcionando apenas porque o biogás existe (o que é verdade, mas não resolve o problema da ausência de vento para a parte eólica) ou porque as turbinas têm inércia (o que é fisicamente incorreto). A alternativa correta deve mencionar explicitamente o uso do hidrogênio armazenado em conjunto com o biogás.

O que estudar se você errou

Releia o texto com atenção para identificar o papel do hidrogênio: ele é produzido a partir da energia eólica e armazenado. Quando não há vento, o hidrogênio é usado para gerar energia. O texto também menciona que o hidrogênio é usado em células a combustível ou para gerar calor e eletricidade em conjunto com o biogás. Não confunda eletrólise (produção de hidrogênio) com geração de eletricidade. Lembre-se: turbinas eólicas não funcionam por inércia após pararem.