No texto anterior do Blog Ecogen, começamos a entender o que são e qual é a importância das energias renováveis no atual cenário global de mudanças climáticas. Agora, conheceremos em mais detalhes quais são as energias renováveis, suas origens, características e potenciais de cada uma das principais fontes de energias renováveis: hidráulica, eólica, solar, biomassa, biogás, biocombustíveis, maremotriz e geotérmica são as que estão em processo de maior expansão pelo mundo.
A eletricidade de fonte hidráulica é a obtida por meio mecânico, ou seja, pela movimentação de turbinas acionadas por cursos de água. Pequenos e grandes rios são barrados para formação de reservatórios, permitindo assim o controle do fluxo que aciona as máquinas.
Considerando-se o que se produz hoje no mundo com base exclusivamente em fontes renováveis, a hidreletricidade é ainda a maior e mais antiga protagonista dessa matriz, com 54,4% de participação e geração de quase 4,3 milhões de Gigawatts-hora (GWh).
O Brasil é um dos países com maior capacidade instalada de usinas hidráulicas, somando cerca de 104 Gigawatts (GW). Destaque para a Itaipu Binacional (14 GW), segunda maior do mundo em potência, perdendo apenas para a de Três Gargantas (22,1 GW), localizada na China.
Por conta dos fortes impactos socioeconômicos, essa fonte tende a gradualmente perder relevância com o passar do tempo, embora siga fundamental na manutenção do equilíbrio sistêmico das redes de transmissão elétrica.
A energia renovável elétrica de fonte eólica é igualmente obtida por meio mecânico. É a força dos ventos que aciona as imensas pás de grandes aerogeradores. Eles trabalham suspensos em torres com mais de cem metros de altura.
São necessários dezenas e até centenas de equipamentos para formar os chamados parques eólicos, totalizando assim potencial de dimensões comercializáveis.
A exploração dessa fonte começou timidamente na década de 1920. Tomou algum impulso após a 2ª Guerra Mundial, com a evolução da tecnologia aeronáutica, e decolou no final da década passada. Sua expansão mais significativa acontece com a implantação de usinas em terra firme (onshore).
De alguns anos para cá, contudo, a expansão em alto mar (offshore) — onde os ventos são mais fortes e constantes, requisitando máquinas mais poderosas — vem se dando em escala gradativamente veloz.
A fonte eólica ocupa, hoje, o segundo lugar no ranking mundial das renováveis, com participação de 23,4% e oferta de cerca de 1,8 milhões de GWh — 1,7 milhões de GWh onshore e 137,6 mil GW offshore.
No Brasil, teve um avanço notável, principalmente nas regiões Sul e Nordeste. Soma atualmente perto de 26,8 GW instalados, com outros 26,4 GW em fase de construção ou projeto, sem contar que, em breve, também começarão a ser implantados parques offshore na costa.
A modalidade vem se destacando ainda por conta de benefícios extras. Além da criação de empregos, a locação de torres para construção de aerogeradores onshore vem trazendo renda a pequenos proprietários, com impactos econômicos positivos em localidades mais afastadas dos grandes centros urbanos.
A fonte solar é a terceira fonte mais expressiva em termos mundiais no ranking da eletricidade sustentável. Totaliza hoje 13,2% no geral, com produção global da ordem de 1 milhão de GWh, dos quais 13% na forma de captação fotovoltaica de radiação solar e 0,2% por meio do aproveitamento do calor concentrado.
A primeira e mais difundida modalidade se vale de painéis formados por células de silício para transformação da luz em eletricidade. Já a segunda modalidade emprega conjuntos de grandes espelhos.
No formato curvo, eles usam fluídos para armazenamento de calor, enquanto no formato plano são ajustados para concentrar calor diretamente. Em ambos os sistemas é o aquecimento de água que, ao final, gera vapor a alta pressão usado no acionamento de turbinas de geração elétrica.
No caso dos painéis fotovoltaicos, são necessários milhares de unidades para a construção das chamadas fazendas solares centralizadas, responsáveis por volumes de eletricidade em grande escala. No Brasil, em especial, a geração distribuída (GD) ficou tão acessível que se tornou um fenômeno. Colocou a produção de eletricidade ao alcance de indústrias, comércio e residências. Há 10,1 GW fotovoltaicos instalados no país em usinas de operação centralizada e 122,3 GW em fase de projeto e construção.
Em geração própria distribuída, na forma de instalações menores, há um cálculo que aponta para cerca de 9 GW, incluindo algo em torno de 1,8 milhão de sistemas de mini e microgeração.
As biomassas, em especial, se apresentam como fontes de futuro ainda bastante promissor, principalmente no Brasil — onde já se destacam na matriz elétrica e energética — como em países de forte produção agrícola ou dotados de extensas áreas florestais.
Essa categoria de fonte renovável compreende, na prática, tanto o aproveitamento de plantas em natura, como de resíduos variados, e podem servir para produção de eletricidade, biogás e biocombustíveis.
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Há, por exemplo, o caso da cana-de-açúcar de onde se extrai o etanol combustível e o bagaço, incinerado para a produção de vapor a alta pressão, usado para movimentar geradores elétricos.
As usinas de cana do Brasil somam 423 plantas, processam uma média de 600 milhões de toneladas por safra e representam um total 12,3 GW de capacidade instalada de geração de eletricidade. Desse setor também saem aproximadamente 27 bilhões de litros de etanol por safra — principal alternativa à gasolina —, colocando o país como segundo maior produtor do mundo, atrás dos Estados Unidos.
Em termos de matriz energética, os derivados da cana representam um importante fatia de 16%, ocupando o segundo lugar nesse ranking geral onde petróleo e seus derivados encabeçam a lista, com 34,4% de participação. A palha da cana passou ser utilizada para a sintetização do chamado etanol de 2ª geração, enquanto um subproduto do processamento industrial, a vinhaça, está sendo empregada para produzir biogás rico em metano, cuja destinação serve tanto para gerar eletricidade como para substituir gasolina e diesel em veículos.
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Quanto ao segmento de resíduos, o chamado licor negro, resultante do processo de fabricação celulose, serve como combustível para produção de energia elétrica. Algo em torno de 3,2 GW é a capacidade instalada hoje no Brasil movida a licor negro. Casca de arroz, capim-elefante e lodo de esgoto também vêm sendo utilizados para gerar eletricidade, embora em escala ainda reduzida, com pouca representatividade na matriz elétrica. Em breve, resíduos urbanos também serão aproveitados para gerar energia, modalidade que, em termos mundiais, já tem expressão significativa, na casa de 86.203 GWh (1,1%).
A fonte geotérmica, que aproveita o calor de atividade vulcânica, vem sendo utilizada historicamente em países nórdicos, em especial na Islândia. No Brasil, é uma modalidade sem perspectiva concreta porque o território nacional não possui vulcões, embora disponha de fontes termais espalhadas por várias cidades de Norte a Sul.
A maremotriz, que aproveita o movimento das marés, começou a ser estudada por aqui e há protótipos em avaliação compreendendo iniciativas, por exemplo, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Na matriz renovável global, ambas respondem por participações também modestas, com 970 GWh para geotérmica e 95.251 GWh (0,1%) para maremotriz.
O hidrogênio verde, da mesma forma, ainda é uma promessa cujos projetos começam a ganhar espaço ao nível mundial graças à oferta de energia limpa fornecida por geração eólica e solar, com destaque maior para a primeira modalidade. O Brasil, por conta da expansão de ambas as fontes, atrai a atenção de muitos investidores, naturalmente com foco maior na região Nordeste, onde se concentra um número expressivo de empreendimentos de geração renovável. Ainda há questões regulamentares, industriais e logísticas a serem resolvidas adequadamente, em especial em relação ao transporte do energético, uma vez que o foco maior é na sua exportação.
Com cerca de 20 anos de atuação no mercado, a Ecogen tem sua atuação, em particular, estreitamente vinculada a trabalhos de desenvolvimento, investimento, implementação, operação e manutenção de soluções de geração de energia e utilidades para grandes consumidores de energia.
Com longo histórico de sucesso envolvendo produção de utilidades industriais, que vão da geração de energia elétrica à produção de frio e calor, a partir de sistemas de cogeração de alta eficiência, se destaca no mercado devido à sua expertise em programas customizados de eficiência energética, segmento onde domina tecnologias de sensoreamento de última geração.