Potencial das Fontes de Energias Renováveis e Eficiência

Energética

Rodolfo Tasca

A matriz de energia renovável no Brasil é imensa, estima-se que cerca de 45% da energia utilizada no Brasil vem de fontes de energia renováveis. Veja o exemplo abaixo: Fontes renováveis:

• Brasil 2005 – 44,7% • Mundo 2003 – 13,5%

Fonte MME - 2006

As principais fontes de energia renováveis podem ser descritas no fluxograma abaixo: Cada uma delas apresentará uma particularidade de obtenção, aplicação e viabilidade. Veja cada uma delas:

Geotérmica. É a energia obtida a partir do calor proveniente da Terra, mais precisamente do seu interior. A Energia Geotérmica é produzida quando água subterrânea é aquecida ao passar por uma região sub-superficial de rochas quentes (reservatório de calor). A água aquecida ou o vapor resultante do processo é direcionado até à superfície através de furos no solo. Este processo pode ser natural ou pode ser introduzido artificialmente.

Vantagens: - os resíduos gerados não são significativos (vapor de água e gás carbônico). Desvantagens: - presença de gases indesejáveis (H2S) e minerais dissolvidos, prejudiciais a saúde. - dependência da localização georgráfica.

Termosolar É a captação da energia luminosa proveniente do Sol, diretamente para aquecimento de água (aquecedores solares).

A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor, que aquecerá uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito utilizado em aquecedores solares. A energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade (A conversão a partir de células fotovoltaicas é classificada como direta, apesar de que a energia elétrica gerada precisará de nova conversão - em energia luminosa ou mecânica, por exemplo - para se fazer útil.)

Fotovoltaica

É a captação da energia luminosa proveniente do Sol, e posterior conversão desta energia captada através de células fotovoltaicas em energia de caráter elétrico.

A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor, que aquecerá uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito utilizado em aquecedores solares. A energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade (A conversão a partir de células fotovoltaicas é classificada como direta, apesar de que a energia elétrica gerada precisará de nova conversão - em energia luminosa ou mecânica, por exemplo - para se fazer útil.)

Tanto a termosolar como a fotovoltaica são fontes de energia solar que apresentam algumas vantagens e desvantagens.

Vantagens: - a energia solar não polui durante seu uso. - os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem diminuindo. - a energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso.

Desvantagens: - os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia. - variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação climática e custo de armazenamento durante a noite. - as formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja). Eólica É a energia proveniente do vento. O termo eólico vem do latim aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, (Deus dos ventos na mitologia grega).

Conversão em Energia Mecânica Conversão em Energia Elétrica

A energia eólica é renovável, limpa,

amplamente distribuída globalmente!

Ondas

As ondas do mar possuem energia cinética devido ao movimento da água e energia potencial devido à sua altura. A Energia elétrica pode ser obtida se for utilizado o movimento oscilatório das ondas. O aproveitamento é feito nos dois sentidos: na maré alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina, e produzindo energia elétrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia elétrica.

Correnteza

Turbina ecológica produz energia com correnteza de rios.

Publicidade ANA PAULA CORRADINI

Colaboração para Folha de S.Paulo (12/06/2006)

“Uma empresa americana começará

a testar neste mês uma nova maneira

de produzir energia hidrelétrica: o

uso de turbinas de aço que mais

parecem moinhos de vento, mas

movidas pela corrente de rios e de

marés. O projeto da Verdant Power

não requer a construção de represas

e pode ser implementado em rios de

planície, sem desníveis. Um dos

interesses da companhia é instalar as

turbinas também no Rio Amazonas e

seus afluentes”. Marés É a energia da deslocamento das águas do mar. Para a conversão são construídos diques que envolvem numa praia. Quando a maré sobe, a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem. Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes. Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés. Hidráulica ou Hídrica É a energia obtida a partir da energia potencial de uma massa de água. Através dos desníveis ou das quedas de água, ela pode ser convertida na forma de energia mecânica (rotação de um eixo) através de turbinas hidráulicas ou moinhos de água. As turbinas por sua vez podem ser usadas como acionamento de um equipamento

industrial, como um compressor, ou de um gerador elétrico, com a finalidade de prover energia elétrica para uma rede de energia. Vantagens:

• A energia é produzida a partir de uma fonte contínua, neste caso, o movimento da água.

• Não polui o meio ambiente. • Baixíssimo custo de produção.

Desvantagens: • A construção de centrais hidroeléctricas geralmente exige a formação de

grandes reservatórios de água, o que provoca profundas alterações nos ecossistemas.

• Dependendo do tipo de relevo e da região onde se encontra o empreendimento, as hidroeléctricas podem também ocasionar o alagamento de terras e o deslocamento de populações ribeirinhas.

A Biomassa É todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia. A Biomassa é formada pela combinação de dióxido de carbono da atmosfera e água na fotossíntese clorofiliana, que produz os hidratos de carbono. Se a biomassa for queimada de modo eficiente, há produção de dióxido de carbono e água. Portanto, o processo é cíclico e dizemos que a biomassa é um recurso renovável. Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de eficiência reduzida, seu aproveitamento pode ser feito diretamente, por intermédio da combustão em fornos, caldeiras etc. Para aumentar a eficiência do

processo e reduzir impactos socioambientais, tem-se desenvolvido e aperfeiçoado tecnologias de conversão mais eficientes, como a gaseificação e a pirólise. Abaixo teremos as descrições mais detalhadas da capacidade de energia gerada pela biomassa em cada um dos processos. Pirólise

É o mais simples e mais antigo processo de conversão de um combustível (normalmente lenha) em outro de melhor qualidade e conteúdo energético (carvão, essencialmente). O

processo consiste em aquecer o material original (normalmente entre 300°C e 500°C), na “quase-ausência” de ar, até que o material volátil seja retirado. O principal produto final (carvão) tem uma densidade energética duas vezes maior que a do material de origem e queima a temperaturas muito mais elevadas. Além de gás combustível, a pirólise produz alcatrão e outros subprodutos. Gaseificação

É um processo de conversão de combustíveis sólidos em gasosos, por meio de reações termoquímicas, envolvendo vapor quente e ar, ou oxigênio, em quantidades inferiores à estequiométrica (mínimo teórico para a combustão). Há vários tipos de gaseificadores, com grandes diferenças de temperatura e/ou pressão. Os mais comuns são os reatores de leito fixo e de leito fluidizado.

O gás resultante é uma mistura de monóxido de carbono,hidrogênio, metano, dióxido de carbono e nitrogênio, cujasproporções variam de acordo com as condições do processo, particularmente se é ar ou oxigênio que está sendo usado na oxidação. Combustão direta

É a transformação da energia química dos combustíveis em calor, por meio das reações dos elementos constituintes com o oxigênio fornecido. Para fins energéticos, a combustão direta ocorre essencialmente em fogões (cocção de alimentos), fornos (metalurgia, por exemplo) e caldeiras (geração de vapor, por exemplo). Embora muito prático e, às vezes, conveniente, o processo de combustão direta é normalmente muito ineficiente. Outro problema da combustão direta é a umidade (20% ou mais no caso da lenha) e a baixa densidade energética do combustível (lenha, palha, resíduos etc.), o que dificulta o seu armazenamento e transporte.

Digestão anaeróbia

Ocorre na ausência de ar, mas, nesse caso, o processo consiste na decomposição do material pela ação de bactérias (microrganismos acidogênicos e metanogênicos). Trata-se de um processo simples, que ocorre naturalmente com quase todos os compostos orgânicos.

Transesterificação É um processo químico que consiste na reação de óleos vegetais com um produto intermediário ativo oriundo da reação entre álcoois (metanol ou etanol) e uma base (hidróxido de sódio ou de potássio). Os produtos dessa reação química são a glicerina, e uma mistura de ésteres etílicos ou metílicos (biodiesel). Fermentação

É um processo biológico anaeróbio em que os açúcares de plantas como a batata, o milho, a beterraba e, principalmente, a cana de açúcar são convertidos em álcool, por meio da ação de microrganismos (usualmente leveduras). Em termos energéticos, o produto final, o álcool, é composto por etanol e, em menor proporção, metanol, e pode ser usado como combustível (puro ou adicionado à gasolina – cerca de 20%) em motores de combustão interna. A biomassa produzida no Brasil é um ótimo potencial de energia renovável. Algumas usinas de açúcar e álcool já apresentam auto-suficiência energética e o excedente é comercializado e compartilhado com a comunidade local. Acredita-se que cada vez mais os investimentos em fontes alternativas no Brasil ganham força e num futuro próximo certamente seremos exemplo mundial de reaproveitamento energético e novas fontes de energia. Artigo escrito por Rodolfo Aureo Tasca – colaborador da Ifanger Consultoria Formação:

• Pós Graduação em Gestão Ambiental (Metrocamp).

• Mestrado em Química na Área de Físico-Química (UNICAMP)

• Licenciatura em Química (UNICAMP)

• Bacharelado em Química (UNICAMP)