UNIVERSIDADE FEDERAL DE
SÃO JOÃO DEL-REI
ENERGIAS RENOVÁVEIS – TE
ENERGIA E MUDANÇAS CLIMÁTICAS
Sumário
1. Tecnologias para reduzir as emissões de gases do efeito estufa
2. O papel da mudança climática nas fontes de energias renováveis
3. Energias Renováveis
4. Panorama energético: o papel das energias renováveis
5. Adaptação à mudança climática
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
Dentre os métodos promissores para reduzir as emissões no futuro, figuram a conversão mais eficiente de combustíveis
fósseis; a utilização de combustíveis fósseis com pouco carbono; a descarbonização de combustíveis e o armazenamento de CO2; a utilização de energia nuclear e de fontes de energia renováveis.
Cada uma destas opções tem suas próprias características que determinam a rentabilidade, bem como a aceitação social e
política. Tanto os custos quanto os efeitos para o meio ambiente
devem ser avaliados sobre a base de análises de ciclos de vida completos.
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
- Conversão mais eficiente de combustíveis fósseis
De modo geral, com novas tecnologias, é possível conseguir uma maior eficiência na conversão de combustíveis fósseis. Por exemplo, a eficiência na produção de energia pode superar a média mundial atual de 30%, aproximadamente, a mais de 60% a longo prazo.
Da mesma forma, a produção combinada de calor e energia, quando aplicável - com fins industriais ou de calefação e refrigeração - permite um considerável aumento na eficiência de utilização de combustíveis.
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
Ainda que os custos relacionados com essas melhorias no rendimento tenham a influência de inúmeros fatores,
existem tecnologias avançadas rentáveis em comparação com equipamentos existentes, que são menos eficientes, ou emitem maiores quantidades de gases do efeito estufa.
As possibilidades de redução desses gases são aproximadamente proporcionais às melhorias de eficiência. Com tecnologias avançadas, que utilizem o mesmo combustível fóssil, os ganhos de eficiência se traduzem em um combustível mais barato, podendo compensar muitas vezes o capital necessário. As melhorias tecnológicas podem representar consideráveis benefícios secundários, como reduções de outros componentes (ex. dióxido de carbono, enxofre, SO2, NOx e
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
- Mudança para combustíveis fósseis de baixo carbono
Com a mudança a combustíveis com menor proporção de carbono-hidrogênio, como a passagem do carvão ao petróleo ou gás natural, e do petróleo ao gás natural, é possível reduzir as emissões.
O gás natural é o que produz menos emissões de CO2 por unidade de energia de todos os combustíveis fósseis, com cerca de 15 kg C/GJ, diante de 20 kg C/GJ no caso do petróleo, e 25 kg
C/GJ do carvão (todos baseados em baixos valores de
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
Os combustíveis com menor conteúdo de carbono
podem ser convertidos, de modo geral, com maior eficiência do que o carvão. Em muitas áreas existem grandes recursos de gás natural. Com novas tecnologias de ciclo combinado, alta eficiência e baixo investimento de capital é possível reduzir
consideravelmente os custos de eletricidade em algumas áreas
em que os preços do gás natural são relativamente baixos em comparação com os do carvão.
Consequentemente, os potenciais de redução realmente alcançáveis poderiam diferir muito entre regiões, segundo as condições locais como os preços relativos do combustível ou a
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
- Descarbonização de combustíveis. Captura e armazenamento
de CO2
Existe a possibilidade de eliminar e armazenar CO2
procedente de gases de centrais térmicas que utilizam combustíveis fósseis, mas isso reduz a eficiência da conversão e
aumenta, consideravelmente, o custo da eletricidade.
Outro método de descarbonização consiste em utilizar combustíveis fósseis como matéria prima para produzir combustíveis ricos em hidrogênio; por exemplo, o próprio hidrogênio, metanol, etanol ou CH4 convertido do carvão. Com ambos métodos gera-se uma corrente de CO2 que pode ser
armazenada, por exemplo, em jazidas de gás natural já totalmente exploradas nos oceanos.
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
Uma opção futura para reduzir os custos, que está sendo investigada, é a utilização de oxigênio ao invés de ar para a
combustão, a fim de obter um gás de combustão composto, essencialmente, por CO2 e vapor de água.
O maior depósito potencial de CO2 são os fundos marinhos. O CO2 pode ser transferido diretamente aos oceanos, se possível a 3000 m ou mais de profundidade; o CO2 depositado seria isolado da atmosfera durante séculos. É preciso continuar estudando as preocupações sobre os possíveis impactos para o meio ambiente e o desenvolvimento de tecnologias de eliminação adequadas e avaliação de custos.
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
Na sua opinião, quais seriam as
alternativas mais viáveis para a redução
da emissão de CO
2?
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
- Energia nuclear
A energia nuclear pode substituir a geração de eletricidade em combustíveis fósseis em muitas partes do mundo. Para tanto é necessário encontrar respostas aceitáveis a
preocupações como a segurança dos reatores, o transporte e a
eliminação de resíduos radioativos, além da proliferação nuclear.
Estão sendo desenvolvidos novos desenhos, como os
reatores refrigerados por gás modulares de elevada
temperatura, para oferecer maior segurança e melhorar o
rendimento econômico através da redução dos tempos de
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
- Utilização de Energias Renováveis
A longo prazo, com essas fontes será possível atender
uma importante parte da demanda mundial de energia. O
sistema energético, junto a equipamentos auxiliares e de
armazenamento de resposta rápida, podem absorver
crescentes quantidades de geração intermitente.
Por outro lado, os avanços tecnológicos oferecem possibilidades que permitirão reduzir os custos da energia de fontes renováveis.
As fontes de energia renováveis utilizadas, constantemente produzem poucas emissões de gases de efeito estufa, ou nenhuma.
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
As energias renováveis podem contribuir ao
desenvolvimento social e econômico. Em condições favoráveis, é possível economizar custos em comparação com o uso das energias não renováveis, particularmente em áreas distantes e em meios rurais pobres, que carecem de acesso centralizado de energia.
As energias renováveis podem ajudar a conseguir um acesso mais rápido à energia, particularmente para os 1,4 bilhões de pessoas que não têm acesso à eletricidade e para outros 1,3 bilhões que utilizam a biomassa tradicional (lenha, por exemplo). Os níveis básicos de acesso aos serviços energéticos modernos podem representar benefícios importantes no âmbito da comunidade ou dos lares.
Tecnologias para reduzir as emissões
de gases do efeito estufa
As tecnologias da energia renovável não elétricas
oferecem também oportunidades para modernizar os serviços energéticos, por exemplo, utilizando a energia solar para aquecer a água ou secar cultivos, biocombustíveis para o
transporte, tecnologias modernas de biogás e biomassa para o
aquecimento, a refrigeração, a cozinha e a iluminação, ou a energia eólica para o bombeamento de água.
Algumas análises do ciclo de vida da produção de eletricidade indicam que as emissões de gases do efeito estufa
resultantes das tecnologias da energia renovável são, de modo geral, consideravelmente menores do que as provocadas pelos
O papel da mudança climática nas
fontes de energias renováveis
O papel da mudança climática nas fontes
de energias renováveis
A mudança climática afetará, tanto em sua extensão
quanto em sua distribuição geográfica, o potencial técnico das
fontes de energias renováveis, ainda que as pesquisas sobre a magnitude desses possíveis efeitos apenas tenham começado.
O potencial técnico futuro da bioenergia poderia acusar a
influência da mudança climática, devido a seus efeitos sobre a
produção de biomassa, particularmente pela alteração das condições do solo, precipitação, produtividade dos cultivos e outros fatores. Mundialmente, espera-se que o impacto geral de uma mudança na temperatura média mundial inferior a 2ºC seja
relativamente pequeno em termos do potencial técnico da bioenergia.
O papel da mudança climática nas fontes
de energias renováveis
Com relação à energia solar, ainda que a mudança climática influencie previsivelmente na distribuição e variabilidade da cobertura de nuvens, espera-se que o efeito
destas mudanças sobre o potencial técnico seja, conjuntamente,
pequeno.
As pesquisas realizadas até hoje parecem indicar não ser previsível que a mudança climática afete em grande medida o potencial técnico mundial do desenvolvimento de energia eólica, ainda que se esperem mudanças na distribuição regional
O papel da mudança climática nas fontes
de energias renováveis
No caso da energia hidroelétrica, espera-se que o
impacto geral seja levemente positivo em termos de potencial técnico mundial. No entanto, os resultados também indicam possíveis variações substanciais entre regiões e, inclusive, entre países.
Não se prevê que a mudança climática possa afetar consideravelmente o tamanho ou a distribuição geográfica dos
Energias renováveis
- Energia hidroelétrica
O potencial técnico foi estimado em 14.000 TWhe/ano, dos quais 6.000-9.000 TWhe/ano podem ser explorados economicamente a longo prazo após considerar os fatores sociais, ambientais, geológi-cos e econômigeológi-cos.
O potencial do mercado para reduzir as emissões de gases do efeito estufa depende do combustível fóssil ser substituído
Energias renováveis
A energia hidroelétrica de pequena escala pode ser importante em âmbito regional, sobretudo quando é rentável.
Energias renováveis
Por outro lado, a fase de construção de grandes centrais
hidroelétricas tem consequências sociais e efeitos diretos e indiretos para o meio ambiente, como o desvio de águas, alteração de ladeiras, preparação de barragens, criação de infraestrutura para a ampla força de trabalho, ou a perturbação de ecossistemas aquáticos, que incidem adversamente na
saúde humana.
Dentre as consequências sociais, figura o deslocamento de pessoas, além de um efeito de auge e declive na economia
nacional. A infraestrutura associada estimula o
desenvolvimento regional e representa, além disso, benefícios adicionais à agricultura como uma barragem de água.
Energias renováveis
- Biomassa / Biogás
Dentre as possibilidades de fornecer energia de biomassa figuram os resíduos sólidos municipais, os resíduos industriais e
Energias renováveis
O rendimento e os custos da energia da biomassa
dependem de condições locais, como a disponibilidade de terra
e de resíduos de biomassa e a tecnologia de produção.
Energias renováveis
Os biocombustíveis modernos, derivados de matérias-primas da lenha, oferecem a possibilidade de produzir mais energia, a menor custo, com impactos inferiores para o meio ambiente do que os produzidos pela maioria dos biocombustíveis tradicionais. Além disso, o etanol, metanol e o
hidrogênio, são combustíveis promissores.
Com as preocupações sobre os futuros abastecimentos de alimentos, suscitou-se a questão de que em países africanos e em outros países subdesenvolvidos, não existirá terra para a produção de biomassa com fins energéticos. A possível
competição pelo uso da terra dependerá do grau em que a agricultura possa ser modernizada nesses países para conseguir
Energias renováveis
- Energia eólica
A energia eólica, em uma grande rede, pode contribuir
com, aproximadamente, 15% a 20% da produção de eletricidade anual, prescindindo de disposições especiais para armazenamento, reserva ou gestão da carga.
Energias renováveis
Em países com um grande número de turbinas eólicas em funcionamento, as vezes se produz uma oposição da população
devido a fatores como o ruído das turbinas, os efeitos visuais
Energias renováveis
- Energia solar
A conversão direta da luz solar em eletricidade e calor
pode ser conseguida através da tecnologia fotovoltaica (FV) e da energia solar térmica.
A energia FV já é competitiva como fonte de energia independente afastada das redes de serviços públicos elétricos. No entanto, não é competitiva na maioria das aplicação de
conexão à rede.
Espera-se que o custo dos sistemas FV melhorem consideravelmente através da pesquisa e das economias de escala.
Energias renováveis
Em razão de sua modularidade, a tecnologia FV pode
reduzir os custos através da experimentação e da inovação tecnológica. Ainda que os dispositivos FV não contaminem no funcionamento normal, em alguns sistemas é preciso utilizar materiais tóxicos, de modo que podem existir riscos nas fases de fabricação, uso e eliminação.
Energias renováveis
Os sistemas elétricos de energia solar térmica podem atender a longo prazo a uma parte considerável das necessidades mundiais de eletricidade e energia. Com esta tecnologia, gera-se calor a altas temperaturas, de modo que é possível realizar uma
Energias renováveis
- Energia geotérmica
Existem várias emissões
associadas à energia geotérmica, dentre as quais estão presentes
CO2, sulfeto de hidrogênio e mercúrio.
As tecnologias avançadas são de circuito fechado e suas emissões, muito baixas. Apesar de sua importância para a economia global, as
possibilidades de redução de carbono são escassas.
Energias renováveis
- Energia oceânica
Ainda que a energia total do fluxo das marés seja grande,
é provável que nos próximos 100 anos somente uma pequena parte seja explorada.
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
A Agência Internacional da Energia prevê que o consumo mundial de energia crescerá cerca de 50% com relação aos níveis atuais até 2030; por sua vez, espera-se que mais da metade
desse crescimento provenha de países emergentes e em desenvolvimento, em particular da Ásia. Dentro deste crescimento incontrolável, os serviços de transporte (e, com eles, o consumo de derivados de petróleo) têm um peso muito importante.
Atualmente, os recursos energéticos consumidos no mundo procedem fundamentalmente dos combustíveis fósseis
(carvão e hidrocarbonetos), que representam cerca de 80% do
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
Diante disso, a disponibilidade de recursos energéticos à escala mundial é muito limitada (40 anos para o petróleo, 65
para o gás natural e 200 para o carvão) e, além disso, encontra-se muito concentrada geograficamente.
Este panorama de crescimento do consumo e escassez a longo prazo da energia enfrenta-se, também, ao condicionante dos problemas ambientais, cujo controle obriga aos países signatários do Protocolo de Kyoto a adotar medidas de notável repercussão no âmbito da energia.
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
- Na América Latina
A região possui uma dotação importante de recursos, tanto de fontes fósseis quanto de fontes renováveis, ainda que estejam desigualmente repartidos pelos distintos países. A América Latina se destaca por possuir uma das maiores riquezas mundiais com relação aos recursos energéticos exploráveis.
Petróleo: A participação nas reservas mundiais ronda 9%
(Venezuela, Brasil e México); sua porcentagem na produção mundial é de 13% (a ordem, nesse caso, é Brasil, México e Venezuela), e a razão de reservas/produção, de 35 anos.
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
Gás: A participação nas reservas mundiais é de 4%, com uma razão de reservas/produção de mais de 40 anos.
Carvão: A América Latina tem 2% das reservas mundiais
(Colômbia e Brasil), e uma razão de reservas/produção de 238 anos.
Potencial hidráulico: A América Latina possui um grande potencial hidroelétrico (destacam-se Brasil e Venezuela), que pode ser cifrado em torno de 22% da produção mundial de energia hidroelétrica. De fato, esta é a principal fonte de geração elétrica na região.
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
O panorama energético internacional está baseado em um modelo que pode ser qualificado de “insustentável”: insustentável, em primeiro lugar, porque está baseado em
fontes que se esgotarão relativamente em breve; em segundo lugar, porque gera efeitos ambientais igualmente insustentáveis a longo prazo e que demandam um grande esforço de redução
das emissões de gases de efeito estufa; e porque se trata de um modelo energético profundamente injusto, cuja medida de insustentabilidade se revela pelo fato de que um terço da humanidade ainda não tem acesso a formas avançadas de energia.
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
A encruzilhada parece evidente: o desenvolvimento
econômico mundial se baseou, ao longo dos últimos séculos e, principalmente, dos últimos cem anos, em um consumo crescente de energia, com grande predomínio dos combustíveis fósseis.
Este é o modelo hoje considerado insustentável que
precisa ser modificado não somente pelos países já
desenvolvidos, mas também pelos que aspiram a seguir o caminho destes.
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
Diante do cenário previsível, dominado pelas fontes fósseis como principais energias primárias, estimativas de alto crescimento da demanda energética derivadas do crescimento econômico mundial e um interesse marcado na luta contra o Aquecimento Global, a América Latina trabalha na diversificação da oferta energética (com ênfase particular nas fontes renováveis) e no uso eficiente da energia.
As energias renováveis representam uma alternativa ao
sistema energético atual, baseado fundamentalmente nos combustíveis fósseis, por várias de suas características mais distintas: são inesgotáveis na natureza; geralmente são
tecnologias “rápidas” e relativamente simples; são recursos
distribuídos; baixos custos de operação; grande potencial de
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
A situação na América Latina das energias renováveis abarca seus distintos tipos:
Hidroelétrica e geotérmica: experiência consolidada em
centrais hidroelétricas.
Eólica: construção de centrais de geração.
Solar-fotovoltaica: projetos rurais em todos os países, mas
problemas de sustentabilidade por custos de equipamento.
Biomassa-resíduos sólidos urbanos: experiências em gestão
de aterros sanitários com usos energético.
Biomassa-cogeração com resíduos: existência de centrais de
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
Apesar dos recursos renováveis existentes na América Latina, os projetos baseados nestas fontes de energia não estão alcançando ainda o volume necessário para encontrar um verdadeiro espaço no desenvolvimento energético dos países da região. Várias razões explicam a escassa penetração deste tipo de projetos no caso da América Latina:
Elevados custos de investimento e escassos incentivos ao desenvolvimento de energias renováveis, convertendo muitos destes projetos em não rentáveis.
Projetos com pouca capacidade instalada e pouca produção.
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
Em linhas gerais, a maioria dos países latino-americanos apresentam situações díspares com relação ao desenvolvimento do atual quadro regulamentar do setor energético e, especificamente, com respeito à geração elétrica baseada em fontes de energias renováveis. Neste sentido, enquanto alguns países já começaram a desenvolver um sistema para o fomento de projetos baseados em fontes de energias renováveis, outros continuam sem definir políticas para impulsar este tipo de projetos.
A estes efeitos, podem ser citados países como
Argentina, México, Uruguai e Brasil, que estão desenvolvendo instrumentos reguladores para o impulso das energias renováveis e facilitando a competição efetiva destas energias na geração de energia elétrica.
Panorama energético: o papel
das energias renováveis
Quais os principais entraves no Brasil para
a implantação de novas fontes de energia
Adaptação à mudança climática
Uma das chaves para reduzir os impactos negativos das alterações climáticas e tirar partido das novas oportunidades é estar devidamente preparado e antecipar. Na luta contra a mudança climática, o controle das emissões de CO2 é essencial, mas deve estar combinado com medidas de adaptação, como mostra a Tabela 1.
Adaptação à mudança climática
Adaptação à mudança climática
Quanto antes se tomem medidas, menores serão os custos de adaptação, e teremos melhores opções para evitar
efeitos que a ausência de ação tornaria irreversíveis ou de uma magnitude tão grande que sua reparação seria inacessível do
ponto de vista econômico.
É importante desacelerar o contínuo aumento da concentração de gases do efeito estufa na atmosfera. No entanto, deve-se considerar que ainda que fosse possível freá-lo completamente, conseguindo conter as emissões de modo que a concentração de gases na atmosfera se mantivesse nos níveis atuais, isso não resolveria o problema. A inércia do sistema faz com que os Gases de Efeito Estufa permaneçam durante muito tempo na atmosfera, uma vez excedida a capacidade dos ciclos
Bibliografia
1. Benito, Y., “Energia e mudança climática”, Programa de Capacitação em Energias Renováveis, ONUDI, 2013.
2. http://www.abroncapopular.com.br/2017/09/18/tangara-da- serra-pode-dar-um-salto-a-diante-com-a-construcao-de-tres-pchs-no-formoso/ 3. http://showenergy.com.br/biomassa/ 4. https://www.theplanner.co.uk/news/major-norfolk-offshore-wind-farm-plan-updated 5. http://g1.globo.com/bom-dia-brasil/noticia/2016/01/por- falta-de-linhas-de-transmissao-13-usinas-eolicas-estao-paradas-no-ne.html 6. https://www.portalsolar.com.br/passo-a-passo-da-fabricacao-do-painel-solar.html
