• pré-Univesp – No. 7 2010 – Energia – Dezembro de 2010 e Janeiro de 2011
Reportagens

Fontes limpas de energia: existem opções melhores?

Radiação solar, biomassa, ventos, correntes marítimas, calor do subsolo: hoje já existem diversas alternativas aos combustíveis fósseis como fontes de energia que prometem ser mais limpas

Por Flávia Gouveia
Fontes limpas de energia: existem opções melhores?
15/12/2010


Indispensável à vida, a energia se apresenta de várias formas na natureza, transforma-se a todo momento desde os tempos mais remotos, nos processos biológicos dos seres vivos ou nos fenômenos geoclimáticos. Mas desde que o homem começou a atuar sobre a natureza e transformar a energia a partir das diversas fontes existentes, as ameaças ambientais se colocam, embora apenas mais recentemente tenha ganhado visibilidade um movimento global de atenção e mobilização pelo equilíbrio do planeta. Nesse contexto, surgem as chamadas “energias limpas” como alternativas capazes de suprir as necessidades humanas sem destruir o meio ambiente. “Toda forma de produção de energia causa algum impacto e tem algum risco. Eleger a melhor alternativa passa por avaliações de intensidade dos impactos e riscos, além de considerações sobre as especificidades de cada local”, ressalva Aldo Vieira da Rosa, professor emérito de engenharia elétrica da Universidade Stanford (na Califórnia, Estados Unidos), ex-presidente do CNPq e fundador do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Para o engenheiro da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) João Wagner Alves, o termo “energia limpa” não é correto. “Trata-se de fontes de energia mais limpas, ou menos sujas. Algum efeito ambiental sempre está envolvido”, explica. Ele salienta também que a emissão de poluentes na atmosfera pelos processos de produção de energia é apenas um aspecto, mas é preciso considerar toda a cadeia produtiva e as consequências ao meio ambiente no curto e no longo prazo. Entre as discussões controversas está a que se refere à energia nuclear, ao mesmo tempo defendida por não gerar gases nocivos ao meio ambiente e criticada pelos possíveis riscos radioativos relacionados, e ao plantio de vegetais para produção de biocombustível, que pode se estender por grandes áreas afetando o equilíbrio ecológico dessas regiões. Outro exemplo muito debatido é a produção de energia em usinas hidrelétricas, cujo processo não gera gases poluentes, mas envolve o alagamento de áreas extensas, fluxos migratórios e o desmatamento de leitos de rios.

No Brasil, a energia elétrica produzida origina-se predominantemente das usinas hidrelétricas (quase 77%), conforme o Balanço Energético Nacional 2010 – Ano Base 2009, elaborado e divulgado pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), mas várias outras fontes surgem como opções favoráveis ao meio ambiente.

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Fonte: Balanço Energético Nacional 2010 – Ano Base 2009. Comparações com o ano anterior, para as principais fontes
energéticas: petróleo, gás natural, energia elétrica, carvão mineral, energia eólica, biodiesel e produtos da cana.


Hoje já é possível obter energia elétrica a partir da radiação solar, da força dos ventos, das marés, do calor do subsolo e mesmo de gases produzidos pelo lixo. A maioria dessas alternativas mais limpas são também fontes renováveis, isto é, fontes reproduzidas pela própria natureza, como o sol, os ventos e a força das ondas e marés. Já a energia que vem do biogás oriundo do lixo dos aterros sanitários (veja infográfico nesta revista) não pode ser vista como renovável, explica o especialista da CETESB, pois a produção de lixo é fruto da ação humana. “O melhor biogás é aquele que não é gerado por falta de lixo. É preciso cuidado para que não se tenha uma ideia equivocada que estimule a produção de lixo”, alerta.

Sol e ventos

Graças aos avanços científicos e tecnológicos foi possível desenvolver formas de iluminação na ausência de sol ou meios de transporte que substituem animais e podem ser acionados independentemente de fontes naturais, como correntezas e ventos utilizados no transporte hidroviário e marítimo. É à tecnologia que se devem também a criação de sistemas fotovoltaicos de captação da energia solar, aerogeradores para a produção de energia eólica e outras inovações cada vez mais modernas para o aproveitamento energético. Para cada fonte de energia, uma tecnologia diferente. O professor Aldo da Rosa diz que as tecnologias para o aproveitamento de energia de origem solar e eólica têm se desenvolvido muito nos últimos anos, e a produção mundial cresce cerca de 40% ao ano. Ele afirma que “no Brasil, a grande aposta como fonte limpa de energia é o sol. Esse tipo de energia é abundante, mas ainda pouco aproveitado”.

 


Energia que vem do sol

O sol irradia 3,8 x 1023 kW de energia por segundo, dos quais apenas 1.08x1014 kW chegam
à superfície da Terra. É responsável por grande parte da energia que utilizamos. Os próprios combustíveis fósseis, como o petróleo e o carvão mineral, não renováveis, mas fundamentais
até hoje como combustíveis geradores de energia, são produtos da fotossíntese, processo que
utiliza a energia solar. A luz emitida pelo sol é uma radiação eletromagnética, energia de vários comprimentos de ondas diferentes que atravessa o espaço numa velocidade de quase 300 mil quilômetros por segundo.




A tecnologia predominante para o aproveitamento da radiação solar em energia elétrica são os painéis fotovoltaicos, constituídos de células fotovoltaicas de silício, e os coletores solares térmicos, que captam o calor do sol por meio de tubulações ou superfícies de cobre. Há também a forma passiva de aproveitamento da energia solar, que ocorre por meio do planejamento arquitetônico das construções, fundamentalmente para fins de luminosidade e aquecimento (no inverno) ou resfriamento (no verão) dos ambientes.

A energia eólica tem se revelado cada vez mais importante no mundo todo e já é aproveitada há séculos, desde antes do advento da luz elétrica, com base em tecnologias mais simples, como os moinhos de vento. Hoje, as fábricas de energia eólica trabalham com o princípio da força aerodinâmica para produzir eletricidade. No Brasil, a região Nordeste destaca-se por seu grande potencial para exploração desse tipo de energia e possui várias usinas em operação (veja no infográfico e no artigo mais informações sobre energia eólica).

Biomassa e outras alternativas


Há ainda muitas outras fontes de energia consideradas limpas, como a dos mares (ondas, correntes e marés), que pode ser transformada em eletricidade por meio do ar deslocado pela água; a geotérmica, que aproveita o calor do subsolo da Terra e é muito aproveitada na região italiana da Toscana, e a energia proveniente da biomassa, muito utilizada no Brasil. A biomassa compreende os derivados recentes de organismos vivos, que podem ser utilizados como combustíveis, entre os quais a lenha, resíduos vegetais, cana-de-açúcar e outros vegetais usados para a fabricação de biocombustíveis, como o dendê, a mamona, o buriti e o babaçu. Como energia proveniente da biomassa, considera-se também a do biogás produzido nos aterros sanitários. Apesar de serem fontes majoritariamente renováveis, ou replantáveis, a biomassa pode ocasionar diversos problemas ambientais no processo de transformação em energia, como a poluição do ar por emissão de gases tóxicos.

Porém, novas tecnologias permitem a conversão da biomassa de forma mais limpa. É essa a proposta da empresa brasileira Bioware, que nasceu em 2002 como incubada da Universidade de Campinas (Unicamp) e desde então vem desenvolvendo processos e produtos a partir da biomassa. Seu sócio-diretor, Juan Miguel Mesa Pérez, conta que o processo de pirólise desenvolvido na empresa é capaz de imitar o longo fenômeno natural de formação de petróleo na Terra em apenas oito segundos, gerando assim o bio-óleo. “A grande vantagem é que o gás carbônico produzido na queima desse óleo representa a devolução natural do carbono à natureza, pois os insumos utilizados captaram recentemente esse gás. Assim, fecha-se o ciclo do carbono, diferentemente do que acontece quando se utiliza o petróleo”, explica Pérez.

Em escala atômica, destaca-se a controversa energia nuclear e o hidrogênio. A energia nuclear baseia-se no princípio da equivalência de energia e massa observado por Einstein (ver reportagem nesta edição), segundo o qual, durante reações nucleares, ocorre transformação de massa em energia. Pode ser obtida por meio do processo de fissão (separação de átomos) ou fusão (junção de átomos), sendo o primeiro o mais utilizado e conhecido e o segundo um processo ainda em fase experimental. Para o professor Aldo da Rosa, “a energia nuclear é altamente promissora. Sua principal vantagem é a não utilização de combustíveis fósseis (que geram gases de efeito estufa) e a produção de cinzas nucleares está sendo reduzida por processos tecnologicamente mais avançados”.

Mas essa posição não é a mesma de outros estudiosos do tema, como o economista norte-americano Jeremy Rifkin, crítico da energia nuclear que afirmou no Programa Roda Viva, da TV Cultura: “Sempre fui contrário à energia nuclear. É energia, mas é desordenada, é desproporcional, não deveria ser usada”. Por outro lado, Rifkin defende o hidrogênio como fonte de energia promissora. O hidrogênio é um elemento químico abundante, compõe 75% da massa do universo e possibilita a produção de eletricidade por meio de células de combustível, uma tecnologia que utiliza a combinação química entre os gases oxigênio (O2) e hidrogênio (H2) para gerar energia elétrica, energia térmica (calor) e água. O processo libera apenas vapor de água, que não causa nenhum dano ambiental, mas ainda não é utilizado em larga escala, pois utiliza mais energia do que pode produzir. Essa desvantagem é um grande desafio a ser vencido no futuro.

Desafios energéticos

Como se viu, todas as fontes limpas de energia têm aspectos positivos, mas também alguns problemas, que devem ser minimizados ou eliminados tanto quanto possível. Para todas as tecnologias desenvolvidas e ainda em processo de aperfeiçoamento, é preciso considerar, além dos reduzidos impactos ambientais, o balanço energético: quanto de energia se consome em seu processo de produção. O saldo deve ser positivo, para que esta seja vantajosa. Assim, melhorar o rendimento, reduzir perdas nos processos, minimizar desperdícios e riscos, diminuir custos, aumentar a conscientização da sociedade para o uso da energia limpa e incentivar sua produção são desafios a serem vencidos.

Uma informação aceita por muitos pesquisadores é a de que os painéis fotovoltaicos ainda são muito dispendiosos, ineficientes e dependentes de importações no Brasil. “A eficiência máxima obtida hoje pela produção de energia por painéis fotovoltaicos é de 25%”, explica o professor da Universidade de Stanford, “e embora já tenha sido desenvolvida uma célula fotoeletroquímica capaz de aproveitar 80% de energia, essa tecnologia ainda está longe de ser aplicada. Desenvolvê-la a adequá-la para o mercado é um grande desafio”. Porém, alguns estudos indicam que o alto custo da energia solar fotovoltaica é um mito, como a tese de mestrado defendida este ano por Mariana Gonzalez, pela Universidade Federal do ABC (veja a tese na íntegra abaixo, no Saiba mais).

A energia solar também tem uma limitação espacial, pois os painéis ocupam determinada superfície que deve estar exposta ao sol, armazenam a energia em baterias e dependem da exploração de jazidas de quartzo para produção de silício. Mariana Gonzalez explica, no entanto, que além dos bancos de bateria, é possível utilizar a conexão dos painéis fotovoltaicos na rede elétrica. "Outra opção é que a energia elétrica gerada pelos painéis fotovoltaicos seja armazenada em tanques na forma de hidrogênio e reconvertida em eletricidade por intermédio das células a combustível. Trata-se de um dispositivo capaz de resolver o problema da aleatoriedade da disponibilidade de radiação solar", defende a pesquisadora. A energia eólica, por sua vez, gera impactos sonoros, devidos ao ruído dos rotores, e visuais, decorrentes do agrupamento de torres e aerogeradores que alteram a paisagem natural. Há ainda a possibilidade de interferências eletromagnéticas, capazes de causar perturbações nos sistemas de comunicação e transmissão de dados por rádio, televisão etc., além da possível interferência nas rotas de aves.

Para enfrentar esses e outros desafios, os estímulos a pesquisas, inovações e à própria produção e comercialização de energia limpa são bem-vindos, e vários países fazem uso deles. Os incentivos podem ser concedidos por vários mecanismos, como o sistema feed-in, que estabelece um preço mínimo para compra de energias alternativas de produtores independentes por concessionárias; o sistema de leilões e o sistema de cotas, e certificados verdes. Podem-se utilizar também subsídios diretos, medidas fiscais, subvenção a projetos inovadores por meio de agências de fomento, ou mesmo combinar vários instrumentos.

No Brasil, parcela significativa dos sistemas fotovoltaicos foi instalada com o apoio do Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios - PRODEEM, instituído pelo Governo Federal, em dezembro de 1994, no âmbito da Secretaria de Energia do Ministério de Minas e Energia (MME). Atualmente, as ações desse programa estão inseridas no Projeto Luz Para Todos. O país conta também com o Proinfa (Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica), instituído em 2004 com o objetivo de aumentar a participação da energia elétrica produzida por empreendimentos concebidos com base em fontes eólicas, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas (PCH) no Sistema Elétrico Interligado Nacional (SIN). Para Aldo da Rosa, “os incentivos são importantes, e os políticos precisam entender que o desenvolvimento de tecnologias em energia leva vinte, trinta anos para amadurecer.” Ele acredita que os governos devem atuar de forma vigorosa em mecanismos de estímulo aos processos mais promissores em cada país. “Mas é preciso investir e aguardar. As soluções não são imediatas”, finaliza.


Saiba mais:

 

Foto/Montagem: Morguefile e Freedigitalphotos.

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