Energias renováveis

A energia renovável é aquela que é obtida de fontes naturais capazes de se regenerar, e portanto virtualmente inesgotáveis, ao contrário dos recursos não-renováveis. São conhecidas pela imensa quantidade de energia que contêm, e porque são capazes de se regenerar por meios naturais.
Exemplos de Fontes
O Sol: energia solar
O vento: energia eólica
Os rios e correntes de água doce: energia hidráulica
Os mares e oceanos: energia mareomotriz e energia das ondas
A matéria orgânica: biomassa
O calor da Terra: energia geotérmica
Água salobra: energia azul
As energias renováveis são consideradas como energias alternativas ao modelo energético tradicional, tanto pela sua disponibilidade (presente e futura) garantida (diferente dos combustíveis fósseis que precisam de milhares de anos para a sua formação) como pelo seu menor impacto ambiental.
Fontes de Energia
As fontes de energia podem ser divididas em dois grupos principais: permanentes (renováveis) e temporários (não-renováveis). Em princípio, as fontes permanentes são aquelas que têm origem solar, de fato, sabe-se que o Sol vai ficar mais tempo do que o da Terra. Ainda assim, o conceito de renovabilidade depende da escala temporal que está a ser utilizada e os padrões de utilização dos recursos.
Assim, são considerados os combustíveis fósseis não-renováveis já que a taxa de utilização é muito superior à taxa de formação do recurso propriamente dito.
Não-Renováveis
Os combustíveis fósseis são fontes não-renováveis: não é possível repor o que gastamos. Em algum momento, vai acabar, e talvez pode ser necessário dispor de milhões de anos de evolução semelhante para contar novamente com eles. São aqueles cujas populações são limitadas e estão sendo devastados com a utilização. As principais são a energia nuclear e combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão).
Combustíveis Fósseis
Os combustíveis fósseis podem ser usados na forma sólida (carvão), líquida (petróleo) ou gasosa (gás natural). São Acumulações de seres vivos que viveram há milhões de anos e que foram fossilizados formando carvão ou hidrocarboneto. No caso do carvão se trata de bosques e florestas nas zonas húmidas, e no caso do petróleo e do gás natural de grandes massas de plâncton marinho acumulado no fundo do mar. Em ambos os casos, a matéria orgânica foi parcialmente decomposta por falta de oxigénio, de forma que foram armazenadas moléculas com ligações de alta energia. A energia fóssil é retirada através do petróleo, gás ou carvão. Esses resíduos - hidrocarbonetos - provêm da decomposição de organismos vivos durante eras geológicas, pela acção da temperatura, pressão e certas bactérias. Ao contrário da energia renovável, a produção de energia fóssil está acabando conforme se esgotam as reservas do planeta. A energia mais utilizada no mundo é a energia fóssil. Se considerarmos o que está em jogo, é de importância primordial para medir com precisão as reservas de combustíveis fósseis do planeta. Se distinguem as "reservas identificadas", embora eles não sejam explorados, e as "reservas prováveis", que poderiam ser descobertas com tecnologias futuras. Segundo os cálculos, o planeta pode fornecer energia para mais 40 anos (se for usado apenas o petróleo) e mais de 200 (se continuar a usar carvão). Alternativas estão actualmente em estudo: a energia fóssil (nuclear e não-renovável), as energias renováveis, o hidrogénio ou a fusão nuclear.
Energia Nuclear
Os núcleos atómicos de elementos pesados como o urânio, podem ser desintegrados (cisão nuclear) e liberar energia radiante e cinética. Usinas termonucleares usam essa energia para produzir electricidade utilizando turbinas a vapor. É obtida por quebrar os átomos minerais radioactivos na cadeia de reacções que ocorrem no interior de um reactor nuclear.
Uma consequência da actividade de produção deste tipo de energia, são os resíduos nucleares, o que pode levar milhares de anos para desaparecer e levar muito tempo para perder a radioactividade.
Renováveis
Os combustíveis renováveis são combustíveis que usam como matéria-prima elementos renováveis para a natureza, como a cana-de-açúcar, utilizada para a fabricação do álcool e também de vários outros vegetais como a mamona utilizado para a fabricação do biodiesel ou outros óleos vegetais que podem ser usados directamente em motores diesel com algumas adaptações.
Energia Hidráulica


Um dos 3 PELAMIS P-750, motores da energia das marés, na costa de Peniche, Portugal.
A energia hidroeléctrica é a energia que se produz em barragens construídas em cursos de água (exemplo, a barragem do Alqueva). É encontrada sob a forma de energia cinética, sob diferenças de temperatura ou gradientes de salinidade e que pode ser aproveitada e utilizada. Uma vez que a água é aproximadamente 800 vezes mais densa que o ar, requer um lento fluxo corrente de água, ou ondas de mar moderadas, que podem produzir uma quantidade considerável de energia. O potencial da energia acumulada nas cachoeiras pode ser convertido em eletricidade. As centrais hidrelétricas aproveitam a energia dos rios para funcionar uma turbina que move um gerador elétrico.
Biomassa


O resíduo da cana-de-açúcar pode ser usado como biocombustível.
A energia da biomassa é a energia que se obtém durante a transformação de produtos de origem animal e vegetal para a produção de energia calorífica e eléctrica. Na transformação de resíduos orgânicos é possível obter biocombustíveis, como o biogás, o bioálcool e o biodiesel. A formação de biomassa a partir de energia solar é realizada pelo processo denominado fotossíntese, pelas plantas que, por sua vez, está accionando a cadeia biológica. Através da fotossíntese, plantas que contêm clorofila transformam o dióxido de carbono e a água mineral a partir de produtos sem valor energético, em materiais orgânicos com alto teor energético e, por sua vez, servem de alimento para os outros seres vivos. A biomassa através destes processos armazena a curto prazo a energia solar sob a forma de carbono. A energia armazenada no processo fotossintético pode ser posteriormente transformada em calor, electricidade ou combustível a partir de plantas, liberando novamente o dióxido de carbono armazenado.
Energia Solar


Estes colectores solares parabólicos concentram a radiação solar aumentando a temperatura no receptor.


Os painéis fotovoltaicos convertem directamente a energia luminosa em energia eléctrica.
A energia solar é aquela energia obtida pela luz do Sol, pode ser captada com paineis solares. É uma fonte de vida e de origem da maioria das outras formas de energia na Terra. A cada ano a radiação solar trazida para a terra leva energia equivalente a vários milhares de vezes a quantidade de energia consumida pela humanidade. Escolhendo uma boa radiação solar, esta pode ser transformada em outras formas de energia como calor ou electricidade usando painéis solares.
Através de colectores solares, a energia solar pode ser transformada em energia térmica, e usando painéis fotovoltaicos a energia luminosa pode ser convertida em energia eléctrica. Ambos os processos não têm nada a ver uns com os outros em termos de sua tecnologia. Mesmo assim, as centrais térmicas solares utilizam energia solar térmica a partir de colectores solares para gerar electricidade.
Há dois componentes na radiação solar: radiação directa e radiação difusa. A radiação directa é a que vem directamente do sol, sem reflexões ou refracções intermediárias. A difusa, é emitida pelo céu durante o dia, graças aos muitos fenómenos de reflexão e refracção da atmosfera solar, nas nuvens, e os restantes elementos do atmosférico e terrestre. A radiação reflectida directa pode ser concentrada e de utilização, embora não seja possível concentrar dispersa a luz que vem de todas as direcções. No entanto, tanto a radiação directa quanto a radiação difusa é utilizável.
É possível diferenciar entre receptores activos e passivos na qual os primeiros utilizam mecanismos para orientar o sistema receptor rumo ao sol (chamado seguidor) para melhor atrair a radiação directa.
Uma grande vantagem da energia solar é que ele permite a geração de energia, no mesmo local de consumo, através da integração da arquitectura. Assim, poderemos levar a sistemas de geração distribuída, em que quase eliminar completamente as perdas ligadas aos transportes, que representam actualmente cerca de 40% do total, e a dependência energética.
Energia Eólica


A energia eólica é uma das fontes mais amigáveis de energia renovável para o meio ambiente.
A energia eólica é a energia obtida pela acção do vento, ou seja, através da utilização da energia cinética gerada pelas correntes aéreas.
O vento vem da palavra latina eólicos, pertencente ou relativo à Eolo , deus dos ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento. A energia eólica tem sido utilizada desde a Antiguidade para mover os barcos movidos por velas ou operação de máquinas para movimentação das suas fábricas de pás. É uma espécie de energia verde.
A energia eólica está associada com o movimento das massas de ar que movem a partir de zonas de alta pressão do ar para as zonas adjacentes de baixa pressão, com velocidades proporcionais a gradiente de pressão.
Energia Geotérmica
A energia geotérmica é a energia do interior da Terra. A geotermia consiste no aproveitamento de águas quentes e vapores para a produção de electricidade e calor. Exemplo: central geotérmica da Ribeira Grande (Açores).
Parte do calor interno da Terra (5.000 °C) chega à crosta terrestre. Em algumas áreas do planeta, próximas à superfície, as águas subterrâneas podem atingir temperaturas de ebulição, e, dessa forma, servir para impulsionar turbinas para eletricidade ou aquecimento. A energia geotérmica é aquela que pode ser obtida pelo homem através do calor dentro da terra. O calor dentro da terra ocorre devido a vários fatores, entre eles o gradiente geotérmico e o calor radiogénico. Geotérmica provém do grego geo, "Terra" e Thermo, "calor", literalmente "calor da Terra".
Energia Mareomotriz (das Marés)


Central eléctrica mareomotriz no estuário do Rio Rance, ao noroeste da França.
A energia dos mares é a energia que se obtém a partir do movimento das ondas, a das marés ou da diferença de temperatura entre os níveis da água do mar. Ocorre devido à força gravitacional entre a Lua, a Terra e o Sol, que causam as marés, ou seja, a diferença de altura média dos mares de acordo com a posição relativa entre estes três astros. Esta diferença de altura pode ser explorada em locais estratégicos como os golfos, baías e estuários que utilizam turbinas hidráulicas na circulação natural da água, junto com os mecanismos de canalização e de depósito, para avançar sobre um eixo. Através da sua ligação a um alternador, o sistema pode ser usado para a geração de electricidade, transformando, assim, a energia das marés, em energia eléctrica, uma energia mais útil e aproveitável.
A energia das marés têm a qualidade de ser renovável, como fonte de energia primária não está esgotada pela sua exploração e, é limpa, uma vez que, na transformação de energia não produz poluentes derivados na fase operacional. No entanto, a relação entre a quantidade de energia que pode ser obtida com os actuais meios económicos e os custos e o impacto ambiental da instalação de dispositivos para o seu processo impediram uma notável proliferação deste tipo de energia.
Outras formas de extrair energia a partir da energia das ondas oceânicas são, a energia produzida pelo movimento das ondas do oceano e de energia devido ao gradiente térmico, que faz uma diferença de temperatura entre as águas superficiais e profundas do oceano.
Energia do Hidrogénio
A energia do hidrogénio é a energia que se obtém da combinação do hidrogénio com o oxigénio produzindo vapor de água e libertando energia que é convertida em electricidade. Existem alguns veículos que são movidos a hidrogénio.
Energias Ecológicas
As fontes de energia renováveis são diferentes dos combustíveis fósseis ou centrais nucleares em razão da sua diversidade e abundância. Acredita-se que o Sol irá fornecer estas fontes de energia (radiação solar, vento, chuva, etc.) Ao longo dos próximos quatro bilhões de anos. A primeira vantagem de certa quantidade de recursos energéticos renováveis é que não produzem emissões de gases de efeito estufa nem outras emissões, ao contrário do que acontece com os combustíveis, sejam fósseis ou renováveis. Algumas fontes não emitem dióxido de carbono adicional, excepto aqueles necessários para a construção e operação, e não apresenta quaisquer riscos adicionais, tais como a ameaça nuclear.
No entanto, alguns sistemas de energias renováveis geram problemas ecológicos particulares. Assim, as primeiras turbinas eólicas estavam perigosas para as aves, como as suas lâminas giravam muito rapidamente, enquanto as hidroeléctricas podem criar barreiras à migração de certos peixes, um problema grave em muitos rios do mundo (nos rios na região noroeste da América do Norte que desembocam para o Oceano Pacífico, a população de salmão diminuiu drasticamente).
Natureza Difusa


Bateria de painéis solares.
Um problema inerente à energia renovável é o seu carácter difuso, com excepção da energia geotérmica, que, no entanto, só está disponível quando a crosta é fina, como as fontes quentes e géisers.
Uma vez que algumas das fontes de energia renováveis proporcionam uma energia de uma relativamente baixa intensidade, distribuídas em grandes áreas, são necessários novos tipos de "centrais" para transformá-los em fontes utilizáveis. Para 1.000 kWh de electricidade, consumo anual percapita nos países ocidentais, o proprietário de uma casa localizada em uma zona nublada da Europa tem de instalar oito metros quadrados de painéis fotovoltaicos (supondo um rendimento médio de 12,5% da energia).
No entanto, com quatro metros quadrados de colectores solares térmicos, um lar pode chegar muito da energia necessária para a água quente sanitária, porém, devido ao aproveitamento da simultaneidade, os prédios de apartamentos podem alcançar o mesmo retorno com menor superfície de colectores e, sobretudo, com muito menor investimento por agregado familiar.
Irregularidade
A produção de energia eléctrica exige uma permanente fonte de energia confiável ou suporte de armazenamento (bomba hidráulica para armazenamento, baterias, futuras pilhas de hidrogénio, etc). Assim, devido ao elevado custo do armazenamento de energia, um pequeno sistema autónomo é raramente económico, excepto em situações isoladas, quando a ligação à rede de energia implica custos mais elevados.
Fontes Renováveis Poluentes
Em termos de biomassa, é certo que armazena um activo de dióxido de carbono, formando a sua massa com ele e liberando o oxigénio de novo, enquanto para queimar novamente, combinam-se o carbono com o oxigénio para formar o dióxido de carbono novamente. Teoricamente o ciclo fechado não teria emissões de dióxido de carbono, apesar das emissões serem o produto de combustão fixo na nova biomassa. Na prática, é empregada a energia poluente no plantio, na colheita e na transformação, pelo que o saldo é negativo.
Além disso, a biomassa não é verdadeiramente inesgotável, mesmo sendo renovável. A sua utilização pode ser feita apenas em casos limitados. Há dúvidas quanto à capacidade da agricultura para fornecer as quantidades de massa vegetal necessário, sesta fonte se popularizar, que está se demonstrando pelo aumento de preços de grãos, devido à sua utilização para a produção de biocombustíveis. Por outro lado, todos os biocombustíveis produzidos produzem maior quantidade de dióxido de carbono por unidade de energia produzida ao equivalente fóssil.
A energia geotérmica é muito restrita, não só geograficamente, mas algumas das suas fontes são consideradas poluentes. Isso ocorre porque a extracção de água subterrânea em altas temperaturas geradas pelo arrastar para a superfície de sais minerais indesejáveis e tóxicos.
Diversidade Geográfica
A diversidade geográfica dos recursos é também significativa. Alguns países e regiões são significativamente melhores do que outros recursos, nomeadamente no sector das energias renováveis. Alguns países têm recursos significativos perto dos principais centros de habitação em que a procura de electricidade é importante. A utilização desses recursos em grande escala requer, no entanto, investimentos consideráveis no tratamento e redes de distribuição, bem como na casa de produção.
Administração das Redes Eléctricas
Se a produção de electricidade a partir de fontes renováveis está generalizada, os sistemas de distribuição e transformação não seriam tão grandes distribuidores de electricidade, mas funcionariam localmente, a fim de equilibrar as necessidades das pequenas comunidades. Os que possuem energia em excesso venderiam aos sectores com deficit, quer dizer, o funcionamento da rede deverá passar de uma "gestão passiva", onde alguns produtores estão ligados e que o sistema é orientado para obter electricidade "descendente" para o consumidor, para a gestão "activa", onde alguns produtores são distribuídos na rede que devem monitorar constantemente as entradas e saídas para assegurar o equilíbrio do sistema local. Isso iria exigir grandes mudanças na forma de gerir as redes.
No entanto, a pequena utilização de energias renováveis, o que muitas vezes podem ocorrer no local, reduz a necessidade de ter sistemas de distribuição de electricidade. Actuais sistemas, raramente e economicamente rentáveis, revelaram que uma família média que tem um sistema solar com armazenamento de energia, e painéis de dimensão suficiente, só tem que recorrer a fontes externas de energia eléctrica em algumas horas por semana. Portanto, aqueles que apoiam a energia renovável pensam que a electricidade dos sistemas de distribuição deveriam ser menos importantes e mais fáceis de controlar.
A Integração na Paisagem


Aerogeradores.
Uma desvantagem óbvia da energia renovável é o seu impacto visual sobre o meio ambiente local. Algumas pessoas odeiam a estética de turbinas eólicas e mencionam a conservação da natureza quando se fala das grandes instalações solares eléctricas fora das grandes cidades. No entanto, o mundo inteiro encontra charme à vista dos "antigos moinhos de vento", que em seu tempo, eram amostras bem visíveis da tecnologia disponível.
Outros tentam utilizar estas tecnologias de forma eficaz e esteticamente satisfatória: os painéis solares fixos podem duplicar as barreiras anti-ruído ao longo das rodovias, há trechos disponíveis e poderiam então ser completamente substituídos por painéis solares, células fotovoltaicas, de modo que podem ser empregados para pintar as janelas e produzir energia, e assim por diante.
Contraponto
Nem sempre uma forma de energia renovável possui baixo impacto ambiental. As grandes hidroeléctricas acarretam em enorme impacto ambiental e social, como é o caso por exemplo da Barragem das Três Gargantas, que foi recentemente finalizada na China e que provocou o deslocamento de milhões de pessoas e a inundação de muitos quilómetros quadrados de terras.