Energias Renováveis
Fichamento por: Matheus Henrique | Núcleo Temático de Educação Ambiental Interdisciplinar, 2021.2
As fontes de energia são recursos naturais ou artificiais que são utilizados na produção de energia, cuja forma de energia mais comum é a energia elétrica. São comumente utilizadas para gerar calor, energia elétrica, deslocamento em veículos, tais como carros ou aviões, etc. Portanto, a sua utilização é ampla e frequente, tornando-a essencial para o funcionamento da sociedade como conhecemos. Porém, algumas fontes de energias são finitas, ou seja, devido à sua baixa velocidade de reposição, o seu uso frequente causará uma escassez dessa fonte. Ademais, boa parte dessas fontes finitas, que também são conhecidas como fontes convencionais, agridem de forma significativa o meio ambiente, tanto em sua obtenção, quanto durante o seu uso.
As fontes de energias renováveis, também chamadas de energias alternativas ou limpas, são energias que utilizam recursos naturais não esgotáveis para sua produção, possuindo um ciclo de renovação em escala humana e, portanto, estas fontes estão sempre disponíveis para uso devido a sua velocidade de reposição e abundância na natureza. Além disso, são fontes de energias limpas que possuem um impacto bem menor no meio ambiente ao serem comparados com o uso de fontes convencionais de energia (petróleo, carvão, etc), tornando-as uma excelente opção para combater o crescente problema dos gases de efeito estufa e da mudança climática.
Atualmente, a maior parte da produção de energia mundial é realizada através dessas fontes não renováveis (fontes convencionais) tais como o petróleo e o carvão, cujo uso emitem uma quantidade significativa de gases do efeito estufa, impactando diretamente no crescente problema da mudança climática, cujo efeitos já podem ser observados em todo o mundo. Portanto, é essencial a busca de fontes alternativas de energias, conhecidas como fontes renováveis de energia, a fim de diminuir a dependência global das fontes convencionais que agridem o meio ambiente e estão cada vez mais escassas.
Fontes Renováveis: Hidrelétrica
A energia proveniente do aproveitamento da energia cinética contida na movimentação de águas é conhecida como energia hidrelétrica. Essas massas de água em movimento passam pelas pás de turbinas que compõe uma hidrelétrica, rotacionando-as e convertendo então essa energia cinética das águas em energia elétrica através de geradores. O Brasil possui um grande potencial hidrelétrico devido sua abundância de recursos hídricos, sendo o segundo país com maior capacidade e geração hidrelétrica do mundo, perdendo apenas para a China. Além disso, é a fonte de energia renovável mais utilizada no Brasil.
Portanto, o Brasil possui uma das maiores hidrelétricas do mundo, que é a usina de Itaipu, que era considerada a maior hidrelétrica do mundo em 2012. A usina de Itaipu é localizada no Rio Paraná, na fronteira Brasil-Paraguai, sendo então considerada uma usina binacional e com capacidade de 14.000 MW (2020). Outra usina brasileira de destaque é a usina de Belo Monte, sendo esta usina 100% brasileira (nacional) localizada no rio Xingu, no Pará, e possui capacidade de cerca de 11.233 MW (2020). A maior hidrelétrica do mundo está localizada na china e foi batizada de “três gargantas”, sua construção durou cerca de 19 anos e, ao ser completada em 2012, tornou-se a maior usina hidrelétrica do mundo, possuindo capacidade de 22.500 MW (2020).
Apesar de ser considerada uma fonte de energia limpa, a construção e implementação dessas usinas hidrelétricas afetam significativamente a geografia da região em que são construídas, provocando a destruição da vegetação natural e assoreamento do leito dos rios dos locais afetados, além de afetar as populações que vivem nesses locais. Portanto, o seu principal impacto ambiental é o alagamento de áreas florestais e habitats de animais. Ademais, as áreas afetadas costumam emitir um gás de efeito estufa oriundo da decomposição da antiga vegetação local, que pode ser mais prejudicial do que os emitidos pelas fontes convencionais: o metano. A quantidade de gás que é emitida em comparação com as fontes convencionais ainda é algo discutido pela comunidade acadêmica.
Fontes Renováveis: Energia Eólica
A geração de energia a partir da energia eólica é feita em parques eólicos que foram construídos em localizações estratégicas com abundância de vento em movimento. De forma similar as hidrelétricas, as pás presentes nas torres eólicas (também chamados de geradores eólicos) são movimentadas pelas massas de ventos, convertendo energia cinética (presente na massa de vento) em energia mecânica (rotação das pás). A partir da rotação das pás, estas convertem a energia mecânica em energia elétrica através do seu gerador.
A energia eólica é considerada uma energia barata em comparação com os outros métodos e que não produz gases poluentes durante seu funcionamento e, como sua fonte é inesgotável, é uma fonte de energia renovável. Além disso, o seu custo de instalação e manutenção têm caído ao longo dos anos, possuindo então um bom custo-benefício quando projetada e implementada de forma estratégica. Ademais, sua implementação pode variar de uma alta escala, tal como os grandes parques eólicos em terra ou em mar, até escalas menores, tais como a implementação em residências.
No Brasil, a maior concentração de parques eólicos é encontrada no Nordeste devido às condições favoráveis dessa região, de tal forma que em 2020, cerca de 80% dos parques eólicos do Brasil estão na região Nordeste e, em 2021, o Brasil possuía mais de 750 parques eólicas, alcançando uma produção de cerca de 3.050,29 megawatts naquele ano e, além disso, o Brasil alcançou a sétima posição mundial em energia eólica. O maior produtor de energia eólica no mundo é a China.
Entretanto, a quantidade de energia produzida nesses parques é dependente da presença desses ventos, que podem ser imprevisíveis e, consequentemente, afetar diretamente a produção. Além disso, a presença desses parques causa um grande impacto no ambiente em que estão, pois produzem ruídos elevados, afetando tanto os moradores dos arredores quanto a fauna local, tendo em vista que as turbinas eólicas representam um perigo real à estes animais e, também, afeta o movimento migratório de algumas aves. Ademais, sua construção deve ser planejada com cuidado, uma vez que o seu local de construção deve ser cuidadosamente planejado, tanto em relação a sua implementação, quanto para a produção de energia, ou seja, devem haver ventos em abundância.
Fontes Renováveis: Energia Solar
A energia solar utiliza o sol, mais especificamente a luz solar, como fonte energética a fim de gerar outro tipo de energia, tal como energia térmica (calor) ou elétrica, através de placas fotovoltaicas. A implementação de placas voltaicas para a produção de energia elétrica pode variar desde uma baixa escala, tal como residências e comércios, até em alta escala, através dos parques solares fotovoltaicos. Portanto, sua implementação deve ser realizada em áreas com alta incidência de luz solar ao longo do dia, a fim de garantir uma produção constante e previsível.
As placas voltaicas utilizam a radiação solar para produzir energia elétrica através de células fotovoltaicas, que são compostas por material semicondutor. Ao incidir sobre essas células, a luz solar causa a movimentação dos elétrons de seu material até serem capturados por um campo elétrico. Essa movimentação dos elétrons até o campo elétrico gera uma diferença de potencial e, consequentemente, ocorre a produção de energia elétrica. Durante esse processo de produção de energia elétrica, não há emissões de gases poluentes e, devido a fonte ser a luz do sol (recurso inesgotável), esta é uma fonte de energia renovável. Além disso, exige pouca manutenção durante seu uso e os painéis solares estão cada vez mais baratos e eficientes, além de requerer uma área pequena para implementação. Ademais, é uma excelente opção para países tropicais com alta incidência de raios solares ao longo do ano, tal como o Brasil.
O Brasil foi o primeiro país subdesenvolvido a fabricar células fotovoltaicas. Por estar localizado próximo à Linha do Equador, uma região de alta incidência solar, o país conta com um cenário extremamente favorável para a geração energética a partir da energia solar. Além disso, é abundante em silício, matéria-prima usada para fabricação das células fotovoltaicas. As regiões com maiores índices de incidência solar no Brasil são o Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste, sendo regiões que se destacam no uso de energia solar. A China é o país com maior produção de energia solar, representando cerca de 40% da produção mundial, enquanto possuia 26% das instalações mundiais em 2016.
Embora seu uso não emite gases poluentes, a fabricação de um painel solar consome uma grande quantidade de energia, o que pode ultrapassar a geração que este painel pode alcançar. Além disso, só é possível produzir energia enquanto há luz do sol, ou seja, a produção é desativada durante a noite e, também, muitas localizações possuem menor incidência de luz solar durante algumas estações do ano, afetando o desempenho dos sistemas que dependem da luz solar.
A energia solar também pode ser utilizada para produzir calor através dos sistemas heliotérmicos, no qual é utilizado vários painéis solares (espelhos) para concentrar a luz solar em um único ponto, causando o aquecimento do material no qual essa luz solar é concentrada. Este método pode ser utilizado para aquecer, por exemplo, a água de hotéis ou residências, ou até mesmo para produzir energia elétrica, ao concentrar a luz solar em um recipiente líquido que, ao ser aquecido, aquece a água das usinas e, consequentemente, produz o vapor que aciona a turbina dos geradores, produzindo então a energia elétrica.
Fontes Renováveis: Biomassa
É possível utilizar substâncias orgânicas de origem vegetal ou animal, que é conhecido como biomassa, para a produção de calor, combustível ou energia elétrica. A utilização mais comum e antiga da biomassa é sua conversão em calor, normalmente proveniente da queima de lenha. Para a produção de energia elétrica, a biomassa é utilizada para aquecer a água da caldeira presente nas usinas a fim de produzir o vapor que movimenta as turbinas, gerando então a energia elétrica e, neste tipo de aplicação, também é comum a utilização de biomassa juntamente com carvão mineral a fim de diminuir a utilização de combustíveis fósseis.
No Brasil, o emprego mais comum da biomassa é através do bagaço da cana de açúcar, representando cerca de 70% da biomassa utilizada em 2017. Esse reaproveitamento da matéria orgânica, como no caso do bagaço da cana de açúcar, é extremamente útil para a sustentabilidade, pois permite uma eficácia maior na utilização do material produzido (nesse caso, plantado), utilizando o material do início ao fim. As fontes de biomassa mais comuns são: Plantações, óleos vegetais, vegetais lenhosos (madeira), resíduos de indústrias madeireiras, efluentes urbanos, etc.
Como é possível obter biomassa através de diversos tipos de atividades e encontrá-la em abundância na natureza, a biomassa é considerada uma fonte renovável. Em comparação com outras fontes convencionais, a utilização da biomassa para gerar energia gera menos gases poluentes e possui baixo custo de implementação e reaproveitamento, pois o que antes seria desperdiçado será utilizado para geração de energia. Embora ela possua menos impacto ambiental do que outras fontes convencionais, sua eficiência calorífica é menor e possui menos eficiência na geração de energia elétrica, além de existir dificuldades no seu armazenamento e transporte. Ademais, o seu uso aumenta a frequência das chuvas ácidas.
Fonte:
Portal Solar. Energia Solar: como funciona. Disponível em: <https://www.portalsolar.com.br/energia-solar-como-funciona-entenda-em-5-minutos>. Acesso em: 01 jun. 2022
Brasil Escola. Energia Solar. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/geografia/energia-solar.htm>. Acesso em: 01 jun. 2022
Mundo Educação. Energia Hidreletrica: Vantagens e Desvantagens. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/geografia/energia-hidreletrica.htm>. Acesso em: 31 de maio, 2022
Portal Energia. O que é energia da biomassa.? Tudo sobre biomassa. Disponível em: <https://www.portal-energia.com/o-que-e-energia-biomassa/>. Acesso em: 31 de maio, 2022
Iberdrola. O que é energia eólica, como ela se transforma em eletricidade e quais são suas vantagens?. Disponível em: <https://www.iberdrola.com/sustentabilidade/energia-eolica/>. Acesso em: 02 jun. 2022
Educa + Brasil. O que são fontes de energias renováveis: entenda o conceito e os benefícios. Disponível em: <https://www.educamaisbrasil.com.br/cursos-e-faculdades/engenharia-eletrica/noticias/o-que-sao-fontes-de-energias-renovaveis-entenda-o-conceito-e-os-beneficios>. Acesso em: 30 de maio, 2022
