Energia e Mudança do Clima Global
Fontes Alternativas de Energia Atualmente em Uso

Energia Solar

A idéia de utilizar a energia do sol existe há séculos. Mas somente a partir do fim da década de 1970 tivemos a tecnologia necessária para fazer isso acontecer. O processo básico é simples. Coletores solares concentram a luz solar que os atinge e a convertem em energia. Isso é feito de várias formas, dependendo de se o objetivo é obter eletricidade para uma região ou aquecer a água de uma piscina. O maior obstáculo para a energia solar é o preço de instalação. Os equipamentos solares têm um custo consideravelmente mais alto que o dos equipamentos de energia tradicionais. São necessários muitos anos de uso para se ter um retorno sobre o investimento. Apesar da despesa, a energia solar é uma maneira viável de fornecer energia nas cidades. Em áreas rurais, onde o custo de instalação de linhas de energia é maior, a energia solar se torna a melhor opção para a obtenção de eletricidade.

Energia Hidrelétrica

A energia hidrelétrica utiliza a energia da água em precipitação para movimentar turbinas e gerar eletricidade. A energia gerada dessa forma depende do controle de um fluxo d'água—como um rio—, normalmente com uma represa. A energia hidrelétrica tem muitas vantagens. Não é necessário dizer que é renovável. Geradores movidos a água não produzem emissões. O fluxo d'água—controlado dentro da usina hidrelétrica—determina a quantidade de energia produzida, portanto a energia pode ser fornecida conforme necessário. Cerca de 20% da eletricidade do mundo provém dessa fonte. Os maiores usuários de energia hidrelétrica incluem Noruega, Rússia, China, Canadá, Estados Unidos e Brasil.

Combustível da Biomassa

O termo “biomassa” descreve praticamente qualquer resíduo vegetal—resíduos de madeira, resíduos agrícolas, resíduos de aterros sanitários—além de certas plantações usadas como combustível. Esses resíduos vêm de indústrias como a madeirense, de construção ou de celulose; os resíduos agrícolas provêm de atividades de cultivo; e até mesmo resíduos sólidos de aterros municipais e o gás metano gerado nesses aterros. Além disso, certos tipos de pastagem podem ser cultivados para fermentarem e se transformarem em biocombustíveis. Ao redor do mundo, o combustível da biomassa—principalmente produtos de madeira—é queimado juntamente com carvão em usinas de eletricidade movidas a carvão. Os biocombustíveis representam o outro principal uso da biomassa. O etanol pode ser usado sozinho ou como um aditivo à gasolina. A maioria dos veículos no Brasil é movida a etanol. O biodiesel—feito de óleo vegetal, gordura animal e gordura alimentar—pode substituir completamente o diesel combustível padrão. Ele também pode ser usado em misturas. O maior produtor e consumidor de biodiesel é a Alemanha.

Embora queime e produza dióxido de carbono, o combustível da biomassa é considerado “carbono neutro.” Os combustíveis fósseis liberam CO2 antigo, criando uma carga extra de CO2 na atmosfera. O CO2 liberado com a queima de combustíveis da biomassa é absorvido pelas plantas cultivadas para substituí-los. Contudo, os combustíveis fósseis ainda são usados na produção de combustível da biomassa, alimentando os equipamentos agrícolas, abastacendo os caminhões de madeira, e em outras etapas ao longo do caminho. Atualmente, o combustível da biomassa não é verdadeiramente neutro em termos de carbono. Porém, ele de fato diminui as emissões gerais de CO2, o que é um passo na direção certa.

Energia Eólica

Pequenos moinhos de vento eram comuns em todo o mundo até que máquinas a vapor e, posteriormente, a eletricidade, os substituíram. O interesse por grandes turbinas eólicas aumentou com as crises do petróleo, na década de 1970. Na década de 1980, parques eólicos—fileiras de turbinas—começaram a se espalhar nos litorais de vários países do mundo. Os maiores usuários de energia eólica incluem Alemanha, Estados Unidos, Dinamarca e Espanha, com Índia e China como usários emergentes de energia eólica.

Turbinas eólicas gigantes geram energia quando o vento movimenta as grandes pás. As pás são fixadas a um gerador, produzindo eletricidade. Grandes parques eólicos podem atender às necessidade básicas de energia de um serviço público. Parques eólicos menores e moinhos de vento isolados podem alimentar residências, satélites de telecomunicações e bombas d'água. Assim como ocorre com a energia solar, a construção de um parque eólico exige um grande investimento inicial que não necessariamente tem um retorno rápido.

Energia Geotérmica

A energia geotérmica utiliza recursos naturais como fontes termais e bueiros de vapor para produzir eletricidade ou abastecer uma região com água quente. Usinas de energia geotérmica enviam o vapor que atinge a superfície da Terra para turbinas. As turbinas se movimentam, alimentando geradores que fazem eletricidade. A primeira usina de energia geotérmica à base de vapor foi inaugurada em Larderello, Itália, em 1904. Essa usina ainda está em operação. Estados Unidos, Islândia, Filipinas, El Salvador, Rússia, Quênia e Tibete estão entre os 24 países que usaram os 8.900 megawatts de eletricidade gerados por instalações geotérmicas em 2005. O aquecimento geotérmico direto utiliza água quente na superfície da Terra—como fontes termais—para aquecer casas e outros edifícios. Mais de 16.000 megawatts de energia foram gerados por fontes geotérmicas diretas em 2005, em cerca de 72 países.

Energia Nuclear

A energia nuclear surgiu como uma alternativa aos combustíveis fósseis na década de 1970. As usinas realizavam a fissão nuclear em um ambiente controlado, produzindo energia. Os baixos custos com combustível equilibravam o investimento financeiro necessário para construir usinas nucleares, resultando em energia mais barata. Apesar dos acidentes notáveis na usina de Three Mile Island, na Pensilvânia, e em Chernobyl, na Ucrânia, a energia nuclear continua a ser uma fonte viável de energia em muitos lugares. As usinas de energia nuclear fornecem cerca de 16% da energia do mundo, em 70 países. Elas são uma fonte essencial de energia para países sem muitos recursos naturais de combustíveis fósseis. França e Japão têm programas nucleares particularmente ativos. As usinas agoram incorporam múltiplos sistemas de segurança para evitar derretimentos de núcleo e liberação de substâncias radioativas. Ainda persistem as preocupações com o descarte do combustível gasto, que poderia potencialmente ser usadao para fazer armas nucleares.

Energia Oceânica

Uma usina de energia maremotriz captura a energia proveniente do movimento das marés em uma baía ou estuário. Uma represa especial, chamada de barragem, separa a área das marés em bacias superiores e inferiores. Turbinas no interior da barragem se movimentam à medida que a água flui de uma bacia para outra, dependendo da direção das marés. As turbinas alimentam um gerador, que então produz eletricidade.

A instalação de uma usina de energia maremotriz é cara, portanto a usina deve ser capaz de gerar energia suficiente para compensar o investimento. Isso ocorre apenas quando há uma diferença de pelo menos 5 metros entre a maré alta e a maré baixa. Qualquer coisa menos que isso não gera energia suficiente para tornar uma usina de energia maremotriz economicamente viável. Apenas cerca de 40 pontos do mundo poderiam atender a esses critérios. A usina maremotriz mais famosa é a de La Rance, na região da Bretanha, na França. Outros locais incluem a usina Annapolis Royal, em Nova Scotia, Canadá, além de usinas na Rússia, China, Índia e País de Gales.

Aquecimento e Resfriamento Passivos

Uma forma única de aquecer ou resfriar sua casa de forma renovável é através de técnicas de aquecimento e resfriamento passivos. Essa abordagem combina a energia do sol com técnicas de design e construção para aquecer uma residência no inverno e resfriá-la no verão.

Células de Combustível a Hidrogênio

Muitas pessoas acreditam que o futuro está nas células de combustível a hidrogênio—grandes células para usinas de energia, pequenas células para máquinas e outros equipamentos. As vantagens do hidrogênio são muitas. A reação de hidrogênio produz calor, eletricidade e água, mas nenhuma poluição. O hidrogênio fica rapidamente disponível e pode ser produzido a partir de combustíveis fósseis ou, mais importante, a partir de combustíveis renováveis. O hidrogênio é barato e mais eficiente do que qualquer tecnologia relacionada a turbinas, e consideravelmente mais eficiente que a combustão interna. Contudo, atualmente a tecnologia de hidrogênio é mais cara que as fontes de energia existentes. A configuração real dos sistemas—para controlar temperaturas e deixar as células de combustível em tamanhos utilizáveis—ainda não é conhecida. Esses problemas devem ser resolvidos antes que as células de combustível a hidrogênio comecem a substituir outras fontes de energia.

Fusão

A fusão nuclear é uma fonte de energia ainda em fase experimental. Mas o que exatamente é fusão? A fusão fornece energia ao sol e às estrelas. Quatro núcleos de hidrogênio (prótons) se unem para produzir um núcleo de hélio (dois prótons e dois nêutrons), além de algumas partículas extras. Uma reação de fusão libera quantidades enormes de energia. A bomba letal de hidrogênio utiliza a fusão em um ambiente não controlado. Cientistas têm trabalhado para controlar e utilizar a reação de fusão para produzir energia. Em uma reação de fusão controlada, os materiais radioativos existem apenas por um período de tempo relativamente curto. Os resíduos se decompõem rapidamente, e nenhum resíduo permanece por muito tempo. Além disso, os resíduos não podem ser usados para se fazer armas. As vantagens da fusão são que ela é limpa e que o hidrogênio necessário para alimentar as reações é fácil de ser obtido. O grande problema com a fusão é que, para funcionar, a reação deve ser mais quente que o interior do sol. Esse calor precisa ser confinado para fazer da fusão uma fonte útil de energia.

O Futuro Distante

Há muito tempo os pesquisadores especulam sobre outros tipos de energia renovável. Um método proposto obtém energia solar a partir de satélites especiais no espaço, acima do clima e da rotação da Terra. Satélites movidos a energia solar coletariam a energia do sol, a converteriam em eletricidade e a enviariam de volta à Terra. Esse conceito tem sido discutido há mais de 30 anos, mas os custos e a disponibilidade de outras fontes renováveis de energia atrasaram maiores progressos nesse sentido. Outra teoria propõe a obtenção de grandes quantidades de energia a partir da rotação de buracos negros.