Questão 105 do ENEM 2017 — Ciências da Natureza

A pergunta é: por que a estação continua abastecendo a cidade mesmo em curtos períodos sem vento? A chave está em entender que essa estação é híbrida e usa armazenamento de energia.

Como a estação funciona quando há vento

Segundo o esquema descrito no enunciado, com vento as turbinas eólicas geram eletricidade, que segue por dois caminhos:

1. Parte vai direto para a rede de distribuição elétrica, abastecendo a cidade.
2. Parte é usada para produzir hidrogênio (por eletrólise, quebrando moléculas de água com energia elétrica). Esse hidrogênio é então armazenado.

Ou seja, o excedente de energia dos momentos de vento não é perdido: ele é convertido em combustível (hidrogênio) e guardado.

O que acontece sem vento

Sem vento, as turbinas param e a geração eólica direta cessa. É aqui que entra o hidrogênio armazenado: ele é combinado com o biogás (também disponível na estação) e essa mistura é queimada (combustão) na planta mista de geração. Essa combustão fornece eletricidade, que segue para a rede e mantém a cidade abastecida, além de liberar calor.

Assim, a estação não depende do vento a todo instante: ela consome o combustível que produziu e armazenou previamente. Isso corresponde exatamente ao que descreve a alternativa B.

Avaliando as demais alternativas

• A está incorreta porque a eletrólise consome eletricidade para produzir hidrogênio (é armazenamento); ela não envia energia para a rede.
• C é fisicamente inviável: por atrito e resistência do ar, as turbinas não continuariam girando por inércia mantendo a mesma eficiência por períodos relevantes.
• D erra ao restringir a energia gerada à 'manutenção da estação'. Segundo o processo descrito, a energia gerada abastece a cidade (rede de distribuição), não apenas o funcionamento interno.
• E contraria a Segunda Lei da Termodinâmica: é impossível converter $100\%$ do calor de uma combustão em eletricidade — parte da energia é sempre dissipada como calor, não podendo ser toda convertida em trabalho útil.

Portanto, a estação continua abastecendo a cidade porque o hidrogênio produzido e armazenado é usado, junto ao biogás, na combustão que gera calor e eletricidade.

Gabarito: B.