Energias Renováveis

Introdução



O Homem teve a necessidade de encontrar energias alternativas a aquelas que são esgotáveis para suprimir as suas necessidades e eliminar os problemas ambientais. Das alternativas possíveis são a Energia Eólica, energia Solar, energia Geotérmica, energia das marés, energia Hidrológica e a energia da Biomassa.

As fontes de energia estão ligadas ao tipo de economia: quanto mais industrializada ela for, maior será o uso de energia.





Energias renováveis



Diz-se que uma fonte de energia é renovável quando não é possível estabelecer um fim temporal para a sua utilização. É o caso do calor emitido pelo sol, da existência do vento, das marés ou dos cursos de água. As energias renováveis são virtualmente inesgotáveis, mas limitadas em termos da quantidade de energia que é possível extrair em cada momento.

As principais vantagens resultantes da sua utilização consistem no facto de não serem poluentes e poderem ser exploradas localmente. A utilização da maior parte das energias renováveis não conduz à emissão de gases com efeito de estufa. A única excepção é a biomassa, uma vez que há queima de resíduos orgânicos, para obter energia, o que origina dióxido de enxofre e óxidos de azoto.

A exploração local das energias renováveis contribui para reduzir a necessidade de importação de energia, ou seja, atenua a dependência energética relativamente aos países produtores de petróleo e gás natural.

As fontes de energia renováveis ainda são pouco utilizadas devido aos custos de instalação, à inexistência de tecnologias e redes de distribuição experimentadas e, em geral, ao desconhecimento e falta de sensibilização para o assunto por parte dos consumidores e dos municípios.

Ao ritmo que cresce o consumo dos combustíveis fósseis, e tendo em conta que se prevê um aumento ainda maior a curto/médio prazo, colocam-se dois importantes problemas: questões de ordem ambiental e o facto dos recursos energéticos fósseis serem finitos, ou seja, esgotáveis. As fontes de energia renováveis surgem como uma alternativa ou complemento às convencionais. Num país como Portugal, que não dispõe de recursos energéticos fósseis, o aproveitamento das fontes de energia renováveis deveria ser um dos objectivos primordiais da política energética nacional.





Vários tipos de recursos energéticos renováveis



Energia Eólica

Os últimos desenvolvimentos na tecnologia de produção das turbinas fez com que a produção de energia eólica se tornasse muito mais eficiente e competitiva com as formas tradicionais de produção de energia.





Energia Solar

Este tipo de energia utiliza a luz solar para produzir electricidade. É frequente em calculadoras ou iluminação de jardins e apesar de ainda não ser utilizada para a produção de grandes quantidades de electricidade industrial, a eficiência e os custos da sua utilização têm-se reduzido drasticamente e as áreas onde se utiliza energia solar estão a aumentar rapidamente.





Energia Geotérmica

Esta energia é produzida através do calor produzido por baixo da superfície terrestre.





Energia das Marés

A utilização da força das ondas e das marés poderá vir a ser uma das melhores formas de produzir energias limpas. Já existe uma unidade em França a funcionar de forma produtiva há alguns anos e nos EUA e nas Escócia têm sido feitos investimentos importantes nesta forma de energia. A deterioração dos materiais pela exposição à agua salgada do mar tem sido um problema que tem sido resolvido através da introdução de novos materiais.





Energia Hidrológica

Esta energia também utiliza recursos hídricos, mas não pode ser utilizada de forma massificada devido a exigências geográficas elevadas.





Energia de Biomassa

A energia de biomassa reveste-se de formas variadas, sendo as mais frequentes o ethanol produzido através de produtos agrícolas e o biodiesel produzido a partir da planta da oliveira. Apesar de alguns resultados promissores este tipo de energia ainda está numa fase de experimentalismo e não existem garantias que se possa vir a tornar numa importante forma de produção de energia.







Vantagens e Desvantagens das Energias Renováveis



As vantagens das Energia Renováveis são:



§ Podem ser consideradas inesgotáveis à escala humana.

§ Permitem reduzir significativamente as emissões de CO2.

§ Reduzem a dependência energética da nossa sociedade face aos combustíveis fósseis.

§ Conduzem à investigação em novas tecnologias que permitam melhor eficiência energética.



As desvantagens das Energias Renováveis são:



§ Algumas têm custos elevados na sua implementação, devido ao fraco investimento neste tipo de energia.

§ Podem causar impactos visuais negativos no meio ambiente.

§ Pode gerar-se algum ruído, no caso da exploração de alguns recursos energéticos renováveis.





As várias Energias do oceano



Têm sido associadas aos oceanos diversas formas de energias potencialmente utilizáveis. Não serão aqui considerados os recursos energéticos abaixo do fundo (combustíveis fósseis) ou acima da água (energia eólica).

- Energia das marés: Tecnologia convencional, associada aos aproveitamentos hidroeléctricos de baixa queda e à construção de protecções costeiras e portuárias. A inexistência de condições naturais favoráveis (amplitudes de marés superiores a cerca de 5 metros) torna esta tecnologia pouco interessante em Portugal.

- Diferencial térmico (Ocean Thermal Energy Conversion ou OTEC): Potencialmente interessante em regiões costeiras com águas superficiais relativamente quentes (em média superiores a 25-28°). De interesse praticamente nulo em Portugal.

- Gradiente salino: Tecnologia em fase inicial de desenvolvimento, potencialmente importante se for bem sucedida. Desconhece-se qualquer actividade de I&D em Portugal. Pode justificar-se o acompanhamento do seu desenvolvimento.

- Correntes marítimas. Essencialmente as que são devidas à acção das marés, e atingem velocidades relativamente elevadas (até cerca de 2 m/s em média) em zonas confinadas (em grande parte dos casos estreitos formados por ilhas). Em Portugal, o recurso potencialmente utilizável é relativamente pequeno: apenas ocorrem velocidades minimamente interessantes em estuários, onde o aproveitamento desta energia pode ser ambientalmente sensível.

- Energia das ondas: A tecnologia (de energia dos oceanos) em que na última década mais se tem investido em termos de I&D, em especial na Europa e alguns outros países. As regiões costeiras portuguesas estão entre as que têm melhores condições naturais a nível europeu e mesmo mundial. Portugal conta-se entre os países pioneiros em I,D&D. Dois dos poucos protótipos de dimensão industrial estão em Portugal: um em fase inicial de operação (ilha do Pico) e outro em fase final de construção (Viana do Castelo). Genericamente, a tecnologia pode considerar-se em fase pré-comercial.





A tecnologia das Energias do oceano



A situação actual caracteriza-se por uma substancial variedade de dispositivos e métodos de extracção de energia das ondas, o que indica haver ainda um espaço relativamente amplo para desenvolvimento. Não se atingiu a situação de convergência para uma tecnologia dominante que caracteriza outras formas de energia mais convencionais (caso das turbinas de eixo horizontal para energia eólica). É possível que se venha a convergir para um pequeno número de soluções tecnológicas distintas, adequadas a situações diferentes (à semelhança dos vários tipos de turbinas hidráulicas apropriadas conforme a altura de queda).

Têm sido propostos diversos critérios para classificar os sistemas de extracção de energia das ondas. Por simplicidade consideram-se apenas aqui dois grupos:

- Sistemas na costa (ou próximos da costa). Estão normalmente localizados em águas pouco profundas (8-20 m), apoiados directamente na costa, ou próximos dela (possivelmente associados a obras de protecção costeira ou molhes portuários). São por vezes considerados de primeira geração, por serem praticamente os únicos que atingiram a fase de protótipo. O sistema de coluna de água oscilante é o tipo mais bem sucedido. A tecnologia envolvida é relativamente convencional. A peça de equipamento mais específica é uma turbina de ar que acciona um gerador eléctrico. A central da ilha do Pico é deste tipo, tal como a igualmente recente central da ilha de Islay (Escócia). Os problemas de transporte de energia para terra e de acesso para manutenção são de relativamente fácil resolução. Em contrapartida, a localização depende dum conjunto de factores geomorfológicos favoráveis na vizinhança imediata da costa, e os bons locais para construção não abundam.

- Sistemas em águas profundas (offshore) (normalmente em profundidades de 25-50 m), por vezes designados de segunda geração. Têm sido estudados dispositivos muito variados, sem que pareça ter surgido um tipo que domine os restantes como o mais vantajoso e promissor. Em geral o órgão principal é um corpo oscilante flutuante ou, mais raramente, totalmente submerso. O sistema de extracção de energia pode ainda utilizar a turbina de ar, ou equipamentos mais sofisticados (sistemas óleo-hidráulicos, motores eléctricos lineares, etc.). O sistema AWS, com tecnologia essencialmente holandesa, é um dos raros que atingiram a fase de construção de protótipo. Os sistemas offshore estão menos dependentes das condições de costa, e (em longas séries ao longo da costa) são os mais adequados para o aproveitamento da energia das ondas em grande escala. As dificuldades associadas à sua maior complexidade, transporte de energia para terra, amarração ao fundo e acesso para manutenção têm impedido que o seu grau de desenvolvimento atingisse o da coluna de água oscilante.

Uma boa eficiência de extracção de energia está associada condições de ressonância com as ondas, o que tem implicações sobre as dimensões máximas dos sistemas. Daqui resulta na prática que os sistemas (tal como na energia eólica) deverão ser modulares, com potências por unidade que não excedendo alguns megawatts, o que aponta para o fabrico em série.

Qualquer que seja a tecnologia utilizada, a variabilidade da potência produzida está dependente da variabilidade do próprio recurso energético (sazonal, e com o estado de mar), à semelhança do que sucede com a energia eólica. As flutuações associadas à escala de tempo do período da onda (cerca de 10 segundos) podem ser mais ou menos bem filtradas, conforme o sistema e a sua capacidade de armazenamento de energia (por exemplo num volante de inércia).

O impacto ambiental é variável conforme o tipo de sistema e, especialmente, a sua localização. Para os sistemas na costa o impacto é essencialmente visual. O principal impacto dos sistemas offshore está associado a interferências com a navegação e pesca. Nas explorações offshore em grande escala, é de prever alteração (embora provavelmente não muito significativa) do regime de agitação marítima que atinge a costa, com a consequente modificação do transporte de sedimentos. O impacto na vida marinha é provavelmente pouco significativo. Os sistemas de coluna de água oscilante, e outros utilizando turbina de ar, produzem ruído, que no entanto pode ser atenuado (se necessário) recorrendo a técnicas convencionais. Dum modo geral, a utilização da energia das ondas é uma tecnologia relativamente benigna do ponto de vista ambiental.





A situação das Energias do oceano em Portugal



As zonas costeiras portuguesas (em especial a costa ocidental do continente e as ilhas dos Açores) têm condições naturais entre as mais favoráveis em qualquer parte do mundo para o aproveitamento da energia das ondas: recurso abundante (cerca de 25-30 kW/m média anual), plataforma continental estreita (inexistente nos Açores) (ou seja águas profundas na proximidade da costa), consumo e rede eléctrica concentrados junto à costa do continente. A energia que chega à costa ocidental (500 km) é de cerca de 120 TWh/ano (em águas profundas). A conversão de apenas 1% desta energia em energia útil (substancialmente aquém do que é tecnicamente viável) produziria 1,2 TWh/ano, o que (para um factor de carga de 0,25) corresponderia a uma potência instalada de 550 MW. A contribuição dominante seria naturalmente de sistemas offshore.

Em termos de I&D, Portugal é um dos países pioneiros (actividade desde a década de setenta) e com maior impacto (por exemplo em termos número de publicações e de participação e coordenação de projectos europeus). Dos três grandes projectos europeus actuais com construção de protótipos, liderou um (ilha Pico) e participou nos outros dois (LIMPET, ilha de Islay, Escócia, e AWS, Viana do Castelo). Portugal liderou a elaboração do Atlas Europeu de Energia das Ondas, referente ao recurso em águas profundas (offshore), estando em fase de finalização o Atlas Nacional de Ondas que descreve o recurso junto à costa do continente.

A actividade e capacidade de I&D e a competência específica nesta área estão essencialmente concentrados no Instituto Superior Técnico e no INETI. O projecto do Pico permitiu às empresas nele participantes adquirir experiência neste domínio: EDP, EDA, EFACEC, Profabril.

Para além destas instituições, e numa perspectiva mais lata, existe substancial capacidade técnica em Portugal na área do mar, nomeadamente engenharia costeira, portuária e naval. A engenharia offshore é uma área de menor capacidade nacional (em comparação com alguns países do norte da Europa).

É de notar que se localizam em Portugal dois dos três protótipos recentemente construídos na Europa.





Conclusão



As energias renováveis poluem menos o ambiente do que as energias não renováveis, e são infinitas, assim, um dia que as energias não renováveis acabem, estas vão continuar a existir, substituindo as energias não renováveis, satisfazendo assim todas as nossas necessidades energéticas.

Podemos concluir então que as energias renováveis, mesmo tendo caras infra-estruturas, são uma grande aposta para o futuro.

Na minha opinião, o governo Português deveria investir mais nas energias renováveis, visto que Portugal possui muitas fontes.