A energia é obtida através de turbinas eólicas que aproveitam a energia cinética do vento, transformando-a em energia elétrica. Este recurso pode ser classificado como perpétuo, sendo que a quantidade potencialmente obtida numa determinada área geográfica depende do regime de ventos e da orografia do local.

Um conceito semelhante, mas não idêntico, é o das energias renováveis: uma energia alternativa, ou mais precisamente uma fonte de energia alternativa é aquela que pode substituir as energias convencionais ou fontes de energia,[11]​ quer pelo seu menor efeito poluente, quer fundamentalmente pela sua possibilidade de renovação.

O consumo de energia é um dos grandes medidores do progresso e do bem-estar de uma sociedade. No entanto, o crescimento económico e o desenvolvimento das sociedades são normalmente acompanhados por um aumento na procura de energia e se as infra-estruturas energéticas não crescerem ao mesmo tempo que a procura, poderá ocorrer uma crise. Crise? A actual situação energética deve ser considerada uma crise. Definitivamente, não podemos continuar com este modelo de desenvolvimento que não cumpre o seu papel principal, que não é o lucro empresarial, mas sim garantir que os habitantes tenham acesso aos recursos energéticos para garantir boas condições de vida e, obviamente, cuidar do meio ambiente.[9]​ O conceito de crise energética surge quando as fontes de energia que a sociedade fornece se esgotam ou se tornam drasticamente mais caras. Um modelo económico como o actual, cujo funcionamento depende do crescimento contínuo, exige também uma procura igualmente crescente de energia. Dado que as fontes de energia fóssil e nuclear são finitas, é inevitável que num determinado momento a procura não possa ser satisfeita e todo o sistema entre em colapso, a menos que outros novos métodos de obtenção de energia sejam descobertos e desenvolvidos: estas seriam energias alternativas.

Apesar dos inúmeros benefícios das energias renováveis ​​como a redução das emissões de gases com efeito de estufa, o aumento do consumo destas energias também apresenta algumas desvantagens, e também desafios, por exemplo no caso da energia solar e eólica estas dependem da situação meteorológica e ambiental que ocorre nos locais onde são utilizadas, portanto a sua produção não é constante, além disso também podem ter impactos negativos, por exemplo a energia eólica que pode afectar a vida selvagem, principalmente aves que por vezes colidem com as turbinas, também pode causar poluição sonora. e também visual em áreas próximas. A principal desvantagem da energia eólica é a incapacidade de controlar o vento, pois por ser uma energia menos previsível não pode ser utilizada como única fonte de geração de eletricidade. Para salvar os momentos em que não há vento suficiente disponível para a produção de energia eólica, é necessário um backup das energias convencionais e do resto das energias renováveis[12]​.

Por outro lado, a utilização das atuais fontes de energia não renováveis ​​como o petróleo, o gás natural ou o carvão traz consigo problemas como a poluição progressiva, ou o aumento das emissões de gases com efeito de estufa, como consequência da obtenção de energia a partir da sua combustão.

A discussão sobre energia alternativa/convencional não é uma mera classificação de fontes de energia, mas representa uma mudança que necessariamente deverá ocorrer durante este século.

O conceito de “energia alternativa” nasceu por volta da década de 1970, quando começou a ser tida em conta a possibilidade de que as energias tradicionalmente utilizadas, energias de origem fóssil, se esgotassem num espaço de tempo mais ou menos curto (ideia especialmente difundida após a publicação, em 1972, do relatório ao Clube de Roma, Os limites do crescimento) e foi necessário encontrar alternativas mais duradouras. Atualmente já não se pode dizer que sejam uma possibilidade alternativa: são uma realidade e a utilização destas energias, quase quimérica na altura, estende-se por todo o mundo e faz parte dos meios normais de geração de energia.

Energia alternativa é sinônimo de energia limpa, energia verde ou energia renovável. Consideram-se alternativas todas aquelas que provêm de recursos naturais e fontes inesgotáveis, todas aquelas que, quando produzidas, não poluem.[13]​.

A energia renovável, especialmente a solar e a eólica, tornou-se competitiva em termos de custos em comparação com os combustíveis fósseis. De acordo com a IRENA (2020), “a redução contínua dos custos das energias renováveis ​​está a transformar os mercados energéticos e representa uma oportunidade significativa para reduzir as emissões globais de carbono e, ao mesmo tempo, aumentar o acesso à energia” (p. 12). Isto sugere que o investimento em energias renováveis ​​não é apenas económico, mas também fundamental para enfrentar as alterações climáticas[14]​.

Ainda assim, é importante salientar que as energias alternativas, mesmo sendo renováveis, são limitadas e, como qualquer outro recurso natural, têm um potencial máximo de exploração, o que não significa que possam ser esgotadas. Portanto, mesmo que uma transição para estas novas energias possa ser feita de forma suave e gradual, elas não nos permitirão continuar com o actual modelo económico baseado no crescimento perpétuo. É por isso que surgiu o conceito de desenvolvimento sustentável. Este modelo baseia-se nas seguintes premissas:

As fontes de energia renováveis ​​podem ser divididas em duas categorias: não poluentes ou limpas e poluentes. Entre os primeiros:

Os poluentes são obtidos a partir de matéria orgânica ou biomassa "Biomassa (energia)"), e podem ser utilizados diretamente como combustível (madeira ou outra matéria vegetal sólida), seja convertido em bioetanol "Etanol (combustível)") ou em biogás através de processos de fermentação orgânica ou em biodiesel, através de reações de transesterificação e resíduos urbanos.

A energia proveniente de fontes renováveis ​​poluentes tem o mesmo problema que a energia produzida por combustíveis fósseis: durante a combustão emitem dióxido de carbono, um gás com efeito de estufa, e são muitas vezes ainda mais poluentes, uma vez que a combustão não é tão limpa, emitindo fuligem e outras partículas sólidas. Inscrevem-se nas energias renováveis ​​porque, enquanto os vegetais que os produzem puderem ser cultivados, não se esgotarão. Eles também são considerados mais limpos que seus equivalentes fósseis, porque teoricamente o dióxido de carbono emitido na combustão foi previamente absorvido quando transformado em matéria orgânica através da fotossíntese. Na realidade, a quantidade anteriormente absorvida não é equivalente à emitida na combustão, porque nos processos de sementeira, colheita, tratamento e transformação também se consome energia, com as correspondentes emissões.

Além disso, muitas das emissões de CO podem ser retidas para alimentar culturas de microalgas/certas bactérias e leveduras (fonte potencial de fertilizantes e rações), sal (no caso de microalgas de água salobra ou salgada) e biodiesel/etanol, respetivamente, e meio para a remoção de hidrocarbonetos e dioxinas no caso de bactérias e leveduras (proteínas de petróleo), e o problema das partículas é resolvido com gaseificação e combustão completa (combustão a temperaturas muito elevadas, num ambiente muito rico em O). atmosfera) em combinação com meios de descontaminação de emissões, como filtros de partículas e precipitadores (como o precipitador Cottrel), ou superfícies de carvão ativado.

A energia também pode ser obtida a partir de resíduos sólidos urbanos e lamas provenientes de estações de purificação e purificação de água. Energia que também é poluente, mas também seria poluente em grande medida se não fosse utilizada, pois os processos de decomposição da matéria orgânica são realizados com emissão de gás natural e dióxido de carbono.

As energias renováveis ​​constituem uma parte importante da energia utilizada pelo homem desde a antiguidade, especialmente a energia solar, eólica e hidráulica. A vela, os moinhos de vento ou de água e a disposição construtiva dos edifícios para aproveitar a luz solar são bons exemplos disso.

Sem dúvida, a descoberta do fogo foi um acontecimento que marcou um ponto crucial na história da humanidade, representando um dos avanços mais significativos para os nossos antepassados. Esta descoberta não só facilitou a sobrevivência, mas também ajudou a civilização. Mais tarde vieram outros avanços como a atividade agrícola e pecuária, mas só no final do século foram realizadas as primeiras experiências para utilizar o vapor como fonte de energia, mas quase cem anos se passaram até que James Watt construísse a primeira máquina a vapor.

Com a invenção da máquina a vapor por James Watt, estas formas de utilização foram abandonadas, por serem consideradas instáveis ​​ao longo do tempo e caprichosas, e os motores térmicos e eléctricos foram cada vez mais utilizados, numa altura em que o consumo ainda relativamente baixo não previa um esgotamento das fontes, nem outros problemas ambientais que posteriormente surgissem.

Na década de 1970, as energias renováveis ​​eram consideradas uma alternativa às energias tradicionais, tanto pela sua garantida disponibilidade presente e futura (ao contrário dos combustíveis fósseis que requerem milhares de anos para a sua formação) como pelo seu menor impacto ambiental no caso das energias limpas, e por isso foram chamadas de energias alternativas. Atualmente, muitas destas energias são uma realidade, não uma alternativa, por isso o nome alternativas não deve mais ser usado.

Contenido

Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (no renovables).

Não renovável

Fontes de energia não renováveis ​​são aquelas encontradas na natureza em quantidades limitadas. Eles não se regeneram ou o fazem de forma extremamente lenta.[16]​.

Os combustíveis fósseis são recursos não renováveis, cujas reservas são limitadas e esgotam-se com o uso. Em algum momento eles acabarão e serão necessários milhões de anos para tê-los novamente. Os principais são os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão) e, em certa medida, a energia nuclear.

Os combustíveis fósseis podem ser utilizados na forma sólida (carvão), líquida (petróleo) ou gasosa (gás natural). São acumulações de seres vivos que viveram há milhões de anos e que se fossilizaram, formando carvão ou hidrocarbonetos. No caso do carvão, trata-se de florestas em áreas pantanosas e, no caso do petróleo e do gás natural, são grandes massas de plâncton marinho acumuladas no fundo do mar. Em ambos os casos a matéria orgânica foi parcialmente decomposta por falta de oxigênio e pela ação da temperatura, da pressão e de certas bactérias para que fossem armazenadas moléculas com ligações de alta energia.

A energia mais utilizada no mundo é a energia fóssil. Considerando tudo o que está em jogo, é da maior importância medir com precisão as reservas de combustíveis fósseis do planeta. É feita uma distinção entre “reservas identificadas”, mesmo que não sejam exploradas, e “reservas prováveis”, que poderão ser descobertas com tecnologias futuras. Segundo cálculos, o planeta pode fornecer energia por mais 40 anos (se apenas o petróleo for usado) e mais de 200 (se o carvão continuar). Existem alternativas em estudo: energia de fusão nuclear – não renovável, mas com imensas reservas de combustível –, energia renovável ou células de hidrogénio.

O núcleo atômico de elementos pesados ​​como o urânio pode ser desintegrado (fissão nuclear) e liberar energia radiante e cinética. As usinas termonucleares aproveitam essa energia para produzir eletricidade por meio de turbinas a vapor.

É obtido pela “quebra” (fissão) de átomos de minerais radioativos em reações em cadeia que ocorrem dentro de um reator nuclear.

Uma consequência da atividade de produção desse tipo de energia são os resíduos nucleares, que podem levar milhares de anos para desaparecer, pois demoram esse tempo para perder radioatividade. Atualmente, muitos países estão experimentando modelos de reatores de nêutrons rápidos de “geração IV” e a Rússia possui um modelo importante que é o BN-800 em operação com combustível reciclado de outros reatores (MOX). Isso permite dar mais vida ao combustível utilizado em um processo industrial. Outra capacidade destes reatores é a redução de resíduos, visto que possuem a capacidade de transmutar transurânicos, elementos produzidos com a fissão ou quebra do núcleo de Urânio e que são altamente radioativos ou possuem meia-vida longa, a transmutação Transurânica os converte em outros elementos químicos menos radioativos ou com meia-vida curta de minutos, dias ou semanas e então em muitos casos acabam sendo elementos estáveis ​​ou com níveis de radioatividade muito inferiores.

Existe outra possibilidade de energia nuclear que, até o momento, está apenas em fase de pesquisa: a energia nuclear de fusão, que consiste em unir (derreter) dois átomos de hidrogênio para obter um átomo de hélio, com produção abundante de energia. A maioria dos especialistas descarta que esta fonte de energia esteja disponível para superar o aquecimento global ou para a transição energética. O combustível, neste caso, é o hidrogênio, abundante na Terra, e o resíduo é o hélio, que não é radioativo nem poluente. Se for alcançado um processo para obter essa energia, também seria uma energia não poluente.

Atualmente, alguns países priorizam o uso da energia nuclear para grande produção de energia elétrica, como a França. A humanidade enfrenta grandes dilemas em relação à geração, distribuição e uso racional de energia. Neste sentido, o problema sócio-polêmico relativo ao uso da energia nuclear diante da crise energética nas sociedades industrializadas permanece em aberto.[17]​.

Renovável ou verde

Energia verde é um termo que descreve a energia gerada a partir de fontes de energia primária amigas do ambiente. As energias verdes são energias renováveis ​​que não poluem, ou seja, o método de obtenção ou utilização não emite subprodutos que possam ter um impacto negativo no meio ambiente.

Atualmente, ganham maior importância devido ao agravamento do efeito estufa e ao consequente aquecimento global, acompanhado de uma maior consciência internacional relativamente a este problema. Da mesma forma, as economias nacionais que não possuem ou esgotaram as suas fontes de energia tradicionais (como o petróleo ou o gás) e necessitam de adquirir esses recursos a outras economias, procuram evitar a referida dependência energética, bem como o impacto negativo na sua balança comercial que esta aquisição representa.

A energia potencial acumulada nas cachoeiras pode ser transformada em energia elétrica. As usinas hidrelétricas aproveitam a energia dos rios para operar turbinas que acionam geradores elétricos. Em Espanha esta energia é utilizada para produzir cerca de 15% do total da electricidade.

Um dos recursos quantitativamente mais importantes na estrutura das energias renováveis ​​é o proveniente das hidrelétricas; uma fonte de energia limpa e autóctone, mas para a qual é necessário construir as infraestruturas necessárias que permitam aproveitar o potencial disponível com custo zero de combustível. O problema desse tipo de energia é que ela depende das condições climáticas.

Envolve coletar energia do sol por meio de painéis solares e convertê-la em calor que pode ser usado para satisfazer inúmeras necessidades. Por exemplo, a água quente pode ser obtida para consumo doméstico ou industrial, ou para aquecimento de residências, hotéis, escolas ou fábricas. Além disso, o resfriamento pode ser alcançado durante as estações quentes. Na agricultura, outros tipos de aplicações podem ser alcançados, como estufas solares que favorecem melhorias nas colheitas em qualidade e quantidade, secadores agrícolas que consomem muito menos energia se combinados com um sistema solar, e plantas de purificação ou dessalinização de água sem consumir qualquer tipo de combustível.

Com este tipo de energia, mais de 25% do consumo de energia convencional poderia ser reduzido em casas recém-construídas, com a consequente redução da queima de combustíveis fósseis e da deterioração ambiental. A obtenção de água quente representa cerca de 28% do consumo de energia nas residências e estas, por sua vez, exigem pouco mais de 12% da energia em Espanha.

A vida proveniente da energia solar é realizada pelo processo denominado fotossíntese das plantas, que por sua vez desencadeia a cadeia biológica. Através da fotossíntese, as plantas que contêm clorofila transformam o dióxido de carbono e a água de produtos minerais sem valor energético em materiais orgânicos com alto teor energético e, por sua vez, servem de alimento para outros seres vivos. A biomassa através destes processos armazena energia solar a curto prazo sob a forma de carbono. A energia armazenada no processo fotossintético pode posteriormente ser transformada em energia térmica, elétrica ou combustíveis de origem vegetal, liberando novamente o dióxido de carbono armazenado.

Existe alguma controvérsia sobre a inclusão da incineração (dentro da energia de biomassa) e da energia hidráulica (em grande escala) como energias verdes, devido aos impactos ambientais negativos que produzem, embora sejam energias renováveis.

O estatuto da energia nuclear como “energia limpa” é objecto de debate. Com efeito, embora tenha uma das taxas mais baixas de emissões de gases com efeito de estufa, gera resíduos nucleares cuja eliminação ainda não foi resolvida. De acordo com a definição atual de “resíduo”, não se trata de energia limpa.

Embora as vantagens das energias renováveis ​​sejam bem conhecidas, também têm causado controvérsia na opinião pública. Por um lado, grupos ambientalistas como o Greenpeace levantaram a voz sobre o impacto ambiental que a biomassa "Biomassa (energia)") pode causar[28]​ no meio ambiente e também sobre os negócios que muitos têm visto neste novo setor. Este grupo, juntamente com outras associações ambientais[29]​, rejeitaram o impacto que energias como a eólica causam no meio ambiente, embora seja menor do que as fontes não renováveis. Para tal, propuseram que os geradores fossem instalados no mar, obtendo assim uma maior quantidade de energia e evitando a poluição paisagística. Agora, estas alternativas têm sido rejeitadas por outros sectores, principalmente pelo sector empresarial, devido ao seu elevado custo económico e também, segundo os ambientalistas, devido ao desejo de monopólio das empresas energéticas. Alguns empresários, por outro lado, defendem a necessidade de tal impacto, pois desta forma os custos são menores e, portanto, o preço a pagar pelos utilizadores é menor.

Todas as fontes de energia produzem algum grau de impacto ambiental. A energia geotérmica pode ser muito prejudicial se metais pesados ​​e gases com efeito de estufa forem transportados para a superfície; A energia eólica produz impacto visual na paisagem, ruído de baixa frequência e pode ser uma armadilha para pássaros. A hidráulica menos agressiva é a mini-hidráulica, pois grandes barragens causam perda de biodiversidade, geram metano a partir de matéria vegetal não removida, provocam pandemias como febre amarela, dengue, esquistossomose principalmente em climas temperados e quentes, inundam áreas com patrimônio cultural ou paisagístico, geram a movimentação de populações inteiras, entre outras Aswan, Itaipú, Yacyretá e aumentam a salinidade dos leitos dos rios. A energia solar está entre as menos agressivas pela possibilidade de geração distribuída, exceto a eletricidade fotovoltaica e termelétrica produzida em grandes usinas conectadas à rede, que geralmente utilizam grande área de terreno. A energia das marés foi descontinuada devido aos custos iniciais muito elevados e ao impacto ambiental que acarreta. A energia das ondas juntamente com a energia das correntes oceânicas costumam ter baixo impacto ambiental, uma vez que geralmente estão localizadas em costas acidentadas. A energia da biomassa produz poluição durante a combustão devido à emissão de CO, mas é reabsorvida pelo crescimento das plantas cultivadas e requer terras aráveis ​​para o seu desenvolvimento, reduzindo a quantidade de terras aráveis ​​disponíveis para consumo humano e para a pecuária, com o perigo de aumentar o custo dos alimentos e favorecer as monoculturas.

energias ecológicas

As fontes de energia renováveis ​​são diferentes dos combustíveis fósseis ou das centrais nucleares devido à sua diversidade e abundância. Considera-se que o Sol fornecerá estas fontes de energia (radiação solar, vento, chuva, etc.) durante os próximos quatro mil milhões de anos. A primeira vantagem de um certo número de fontes de energia renováveis ​​é que não produzem gases com efeito de estufa nem outras emissões, ao contrário do que acontece com os combustíveis, sejam eles fósseis ou renováveis. Algumas fontes renováveis ​​não emitem dióxido de carbono adicional, exceto aqueles necessários à sua construção e operação, e não apresentam quaisquer riscos adicionais, como o risco nuclear. Além disso, muitas destas infraestruturas são realizadas através de colaborações público-privadas, permitindo o alinhamento dos interesses de múltiplos atores sociais.[30]​.

No entanto, alguns sistemas de energias renováveis ​​geram problemas ecológicos específicos. Assim, as primeiras turbinas eólicas eram perigosas para as aves, pois as suas pás giravam muito rapidamente, enquanto as centrais hidroeléctricas podem criar obstáculos à emigração de certos peixes, um problema grave em muitos rios do mundo (naqueles do noroeste da América do Norte que deságuam no Oceano Pacífico, a população de salmão foi drasticamente reduzida).

natureza difusa

Um problema inerente às energias renováveis ​​é a sua natureza difusa, com exceção da energia geotérmica, que, no entanto, só é acessível onde a crosta terrestre é fina, como fontes termais e gêiseres.

Dado que certas fontes de energia renováveis ​​fornecem energia de intensidade relativamente baixa, distribuídas por grandes áreas, são necessários novos tipos de “usinas” para convertê-las em fontes utilizáveis. Para 1.000 kWh de eletricidade, consumo anual per capita nos países ocidentais, o proprietário de uma casa localizada numa zona nublada da Europa deve instalar oito metros quadrados de painéis fotovoltaicos (assumindo uma eficiência energética média de 12,5%).

No entanto, com quatro metros quadrados de colector solar térmico, uma casa pode obter grande parte da energia necessária para a água quente sanitária embora, devido ao uso da simultaneidade, os edifícios de apartamentos possam atingir o mesmo desempenho com uma superfície de colector menor e, mais importante, com muito menos investimento por casa.

Irregularidade

O fornecimento de energia elétrica requer a produção de tanta eletricidade quanto a demanda da rede. Mas a energia eólica e a fotovoltaica são irregulares: dependem se o vento sopra ou o sol brilha, e esse momento pode não coincidir com a procura da rede. Eles, portanto, precisam de meios de armazenamento de energia, como usinas hidrelétricas reversíveis, baterias ou células de combustível.[31]​ Assim, os custos de armazenamento de energia devem ser levados em conta ao projetar um sistema autônomo de energia renovável independente da rede elétrica geral.

Por outro lado, embora seja verdade que a energia eólica e fotovoltaica são irregulares, esta irregularidade é altamente previsível (com mais de 95% de fiabilidade).[32]​ Isto permite-nos saber antecipadamente a que horas do dia seguinte poderá não haver sol ou vento suficiente para satisfazer a procura elétrica, e ter outras fontes de abastecimento preparadas para esse momento, como as centrais de ciclo combinado de gás natural.

Poluindo fontes renováveis

No que diz respeito à biomassa, é verdade que ela armazena ativamente o carbono do dióxido de carbono, formando com ele sua massa e cresce liberando novamente oxigênio, quando queimada combina novamente carbono com oxigênio, formando novamente dióxido de carbono. Teoricamente, o ciclo fechado produziria zero emissões de dióxido de carbono, uma vez que as emissões resultantes da combustão permaneceriam fixas na nova biomassa. Na prática, a energia poluente é utilizada no plantio, na colheita e no processamento, por isso o saldo é negativo.

Por outro lado, a biomassa também não é inesgotável, mesmo que seja renovável. Seu uso só pode ser feito em casos limitados. Há dúvidas sobre a capacidade da agricultura em fornecer as quantidades necessárias de massa vegetal caso esta fonte se popularize, o que é demonstrado pelo aumento dos preços dos cereais devido à sua utilização para a produção de biocombustíveis. Por outro lado, todos os biocombustíveis produzem uma maior quantidade de dióxido de carbono por unidade de energia produzida do que os seus homólogos fósseis.

A energia geotérmica não só é muito restrita geograficamente, mas algumas das suas fontes são consideradas poluentes. Isso ocorre porque a extração de água subterrânea em alta temperatura gera sais e minerais indesejados e tóxicos que são arrastados para a superfície. A principal usina geotérmica está localizada na Toscana, perto da cidade de Pisa e é chamada de Usina Geotérmica Larderello") [1] Arquivado em 21 de agosto de 2008 na Wayback Machine. Vistas de quilômetros de tubos de um metro de diâmetro que vão até a usina termelétrica mostram o impacto paisagístico que ela gera.

Na Argentina, a principal usina foi construída na cidade de Copahue "Copahue (localidade)") [3] e a geração de eletricidade está atualmente fora de operação. A nascente é utilizada para aquecimento urbano, aquecimento de ruas e calçadas e banhos termais.

Diversidade geográfica

A diversidade geográfica dos recursos também é significativa. Alguns países e regiões dispõem de recursos significativamente melhores do que outros, especialmente no sector das energias renováveis. Alguns países dispõem de recursos significativos perto de grandes centros habitacionais onde a procura de electricidade é significativa. A utilização destes recursos em larga escala exige, no entanto, investimentos consideráveis ​​nas redes de transformação e distribuição, bem como na própria produção.

Administração de redes elétricas

Se a produção de energia eléctrica a partir de fontes renováveis ​​se generalizasse, os sistemas de distribuição e transformação deixariam de ser os grandes distribuidores de energia eléctrica, mas funcionariam para equilibrar localmente as necessidades eléctricas das pequenas comunidades. Aqueles que têm energia excedentária “Energia (tecnologia)”) venderiam aos sectores deficitários, ou seja, a exploração da rede deveria passar de uma “gestão passiva” onde alguns geradores estão ligados e o sistema é conduzido para obter a electricidade “a jusante” em direcção ao consumidor, para uma gestão “activa”, onde alguns geradores são distribuídos na rede, tendo que monitorizar constantemente as entradas e saídas para garantir o equilíbrio local do sistema. Isso exigiria grandes mudanças na forma como as redes são geridas.

Contudo, a utilização em pequena escala de energias renováveis, que muitas vezes podem ser produzidas “no local”, reduz a necessidade de sistemas de distribuição de electricidade. Os sistemas actuais, raramente rentáveis ​​do ponto de vista económico, revelaram que uma casa média com um sistema solar com armazenamento de energia e painéis de tamanho suficiente só tem de recorrer a fontes externas de electricidade durante algumas horas por semana. Portanto, os defensores das energias renováveis ​​pensam que os sistemas de distribuição de electricidade deveriam ser menos importantes e mais fáceis de controlar.

Integração na paisagem

Alguns críticos das energias renováveis ​​apontam para o impacto visual dos geradores eólicos e das instalações solares de grande escala em ambientes rurais. Têm sido propostas alternativas para integrar estas tecnologias na paisagem urbana e periurbana, como a utilização de painéis solares em barreiras acústicas nas autoestradas, a sua instalação em coberturas de edifícios ou a incorporação de células fotovoltaicas em janelas e superfícies de vidro.[33]​.

Representam 18.054%[34]​ do consumo global de eletricidade, sendo 90% de origem hidráulica. O resto é muito marginal: biomassa 5,5%, geotérmica 1,5%, eólica 0,5% e solar 0,5%.[35]​.

Cerca de 80% das necessidades energéticas nas sociedades industriais ocidentais centram-se na indústria, no aquecimento, no ar condicionado dos edifícios e nos transportes (automóveis, comboios, aviões). No entanto, a maioria das aplicações em larga escala de energia renovável concentra-se na produção de eletricidade.[36]​.

Em Espanha, as energias renováveis ​​foram responsáveis ​​por 19,8% da produção de eletricidade. Em 2007, a produção de electricidade com energia renovável excedeu a de origem nuclear.[37]​.

Em 2011, pela primeira vez, a produção de energia renovável nos Estados Unidos ultrapassou a geração nuclear, atingindo 11,73% da energia total do país. Do conjunto de fontes renováveis, 48% correspondiam a biocombustíveis, 35% a hidrelétricas e os 16% restantes à energia eólica, geotérmica e solar.[38]​.

O Greenpeace apresentou um relatório[39]​ no qual sustenta que a utilização de energias renováveis ​​para produzir 100% da energia é tecnicamente viável e economicamente aceitável, razão pela qual, segundo a organização ambientalista, a única coisa que falta para que a energia suja seja posta de lado em Espanha é vontade política. Para conseguir isso, são necessários dois desenvolvimentos paralelos: energias renováveis ​​e eficiência energética (eliminação de consumos supérfluos).[40]​.

Por outro lado, 64% dos gestores das principais utilities consideram que no horizonte de 2018 haverá tecnologias limpas, acessíveis e renováveis ​​de geração local, o que obrigará as grandes corporações do setor a mudarem a sua mentalidade.[41]​.

A produção de energia verde está a aumentar não só devido ao desenvolvimento da tecnologia, principalmente no domínio da energia solar, mas também devido a compromissos políticos claros, sendo também um dos sectores que mais contribui para a estabilidade económica nacional.[42] Assim, o Ministério da Indústria, Turismo e Comércio de Espanha prevê que a energia verde atingirá 83.330 MW, face aos actuais 32.512 MW, e poderá cobrir 41% da procura de electricidade em 2030.[43]​[44]​ Para atingir esta quota, está previsto atingir previamente 12% da procura de electricidade fornecida por energias renováveis em 2010 e 20% em 2020.[45]​.

O autoconsumo de eletricidade renovável está contemplado no Real Decreto 1699/2011, de 18 de novembro, que regulamenta a ligação à rede de instalações de produção de energia elétrica de pequena potência.[46]​.

Engenharia

Engenharia de Energia Renovável na Universidade Nacional Autônoma do México, no México.

Engenharia de Energia Renovável na Universidade Autônoma de Baja California, no México.

Engenharia em Fontes de Energia Renováveis ​​Arquivado em 16 de setembro de 2019 na Wayback Machine. na Universidade Autônoma de Baja California Sur, no México.

Engenharia de Energias Renováveis ​​na Université de Perpignan Via Domitia na França.

Engenharia em Inovação Sustentável e Energia na Universidade de Monterrey, no México.

Pós-graduação

CEENER na Universidade Autônoma da Baixa Califórnia.

Instituto de Engenharia "Instituto de Engenharia do México (UABC)") da Universidade Autônoma da Baixa Califórnia.

PROMES em Perpignan, França.

A energia é obtida através de turbinas eólicas que aproveitam a energia cinética do vento, transformando-a em energia elétrica. Este recurso pode ser classificado como perpétuo, sendo que a quantidade potencialmente obtida numa determinada área geográfica depende do regime de ventos e da orografia do local.

Um conceito semelhante, mas não idêntico, é o das energias renováveis: uma energia alternativa, ou mais precisamente uma fonte de energia alternativa é aquela que pode substituir as energias convencionais ou fontes de energia,[11]​ quer pelo seu menor efeito poluente, quer fundamentalmente pela sua possibilidade de renovação.

O consumo de energia é um dos grandes medidores do progresso e do bem-estar de uma sociedade. No entanto, o crescimento económico e o desenvolvimento das sociedades são normalmente acompanhados por um aumento na procura de energia e se as infra-estruturas energéticas não crescerem ao mesmo tempo que a procura, poderá ocorrer uma crise. Crise? A actual situação energética deve ser considerada uma crise. Definitivamente, não podemos continuar com este modelo de desenvolvimento que não cumpre o seu papel principal, que não é o lucro empresarial, mas sim garantir que os habitantes tenham acesso aos recursos energéticos para garantir boas condições de vida e, obviamente, cuidar do meio ambiente.[9]​ O conceito de crise energética surge quando as fontes de energia que a sociedade fornece se esgotam ou se tornam drasticamente mais caras. Um modelo económico como o actual, cujo funcionamento depende do crescimento contínuo, exige também uma procura igualmente crescente de energia. Dado que as fontes de energia fóssil e nuclear são finitas, é inevitável que num determinado momento a procura não possa ser satisfeita e todo o sistema entre em colapso, a menos que outros novos métodos de obtenção de energia sejam descobertos e desenvolvidos: estas seriam energias alternativas.

Apesar dos inúmeros benefícios das energias renováveis ​​como a redução das emissões de gases com efeito de estufa, o aumento do consumo destas energias também apresenta algumas desvantagens, e também desafios, por exemplo no caso da energia solar e eólica estas dependem da situação meteorológica e ambiental que ocorre nos locais onde são utilizadas, portanto a sua produção não é constante, além disso também podem ter impactos negativos, por exemplo a energia eólica que pode afectar a vida selvagem, principalmente aves que por vezes colidem com as turbinas, também pode causar poluição sonora. e também visual em áreas próximas. A principal desvantagem da energia eólica é a incapacidade de controlar o vento, pois por ser uma energia menos previsível não pode ser utilizada como única fonte de geração de eletricidade. Para salvar os momentos em que não há vento suficiente disponível para a produção de energia eólica, é necessário um backup das energias convencionais e do resto das energias renováveis[12]​.

Por outro lado, a utilização das atuais fontes de energia não renováveis ​​como o petróleo, o gás natural ou o carvão traz consigo problemas como a poluição progressiva, ou o aumento das emissões de gases com efeito de estufa, como consequência da obtenção de energia a partir da sua combustão.

A discussão sobre energia alternativa/convencional não é uma mera classificação de fontes de energia, mas representa uma mudança que necessariamente deverá ocorrer durante este século.

O conceito de “energia alternativa” nasceu por volta da década de 1970, quando começou a ser tida em conta a possibilidade de que as energias tradicionalmente utilizadas, energias de origem fóssil, se esgotassem num espaço de tempo mais ou menos curto (ideia especialmente difundida após a publicação, em 1972, do relatório ao Clube de Roma, Os limites do crescimento) e foi necessário encontrar alternativas mais duradouras. Atualmente já não se pode dizer que sejam uma possibilidade alternativa: são uma realidade e a utilização destas energias, quase quimérica na altura, estende-se por todo o mundo e faz parte dos meios normais de geração de energia.

Energia alternativa é sinônimo de energia limpa, energia verde ou energia renovável. Consideram-se alternativas todas aquelas que provêm de recursos naturais e fontes inesgotáveis, todas aquelas que, quando produzidas, não poluem.[13]​.

A energia renovável, especialmente a solar e a eólica, tornou-se competitiva em termos de custos em comparação com os combustíveis fósseis. De acordo com a IRENA (2020), “a redução contínua dos custos das energias renováveis ​​está a transformar os mercados energéticos e representa uma oportunidade significativa para reduzir as emissões globais de carbono e, ao mesmo tempo, aumentar o acesso à energia” (p. 12). Isto sugere que o investimento em energias renováveis ​​não é apenas económico, mas também fundamental para enfrentar as alterações climáticas[14]​.

Ainda assim, é importante salientar que as energias alternativas, mesmo sendo renováveis, são limitadas e, como qualquer outro recurso natural, têm um potencial máximo de exploração, o que não significa que possam ser esgotadas. Portanto, mesmo que uma transição para estas novas energias possa ser feita de forma suave e gradual, elas não nos permitirão continuar com o actual modelo económico baseado no crescimento perpétuo. É por isso que surgiu o conceito de desenvolvimento sustentável. Este modelo baseia-se nas seguintes premissas:

As fontes de energia renováveis ​​podem ser divididas em duas categorias: não poluentes ou limpas e poluentes. Entre os primeiros:

Os poluentes são obtidos a partir de matéria orgânica ou biomassa "Biomassa (energia)"), e podem ser utilizados diretamente como combustível (madeira ou outra matéria vegetal sólida), seja convertido em bioetanol "Etanol (combustível)") ou em biogás através de processos de fermentação orgânica ou em biodiesel, através de reações de transesterificação e resíduos urbanos.

A energia proveniente de fontes renováveis ​​poluentes tem o mesmo problema que a energia produzida por combustíveis fósseis: durante a combustão emitem dióxido de carbono, um gás com efeito de estufa, e são muitas vezes ainda mais poluentes, uma vez que a combustão não é tão limpa, emitindo fuligem e outras partículas sólidas. Inscrevem-se nas energias renováveis ​​porque, enquanto os vegetais que os produzem puderem ser cultivados, não se esgotarão. Eles também são considerados mais limpos que seus equivalentes fósseis, porque teoricamente o dióxido de carbono emitido na combustão foi previamente absorvido quando transformado em matéria orgânica através da fotossíntese. Na realidade, a quantidade anteriormente absorvida não é equivalente à emitida na combustão, porque nos processos de sementeira, colheita, tratamento e transformação também se consome energia, com as correspondentes emissões.

Além disso, muitas das emissões de CO podem ser retidas para alimentar culturas de microalgas/certas bactérias e leveduras (fonte potencial de fertilizantes e rações), sal (no caso de microalgas de água salobra ou salgada) e biodiesel/etanol, respetivamente, e meio para a remoção de hidrocarbonetos e dioxinas no caso de bactérias e leveduras (proteínas de petróleo), e o problema das partículas é resolvido com gaseificação e combustão completa (combustão a temperaturas muito elevadas, num ambiente muito rico em O). atmosfera) em combinação com meios de descontaminação de emissões, como filtros de partículas e precipitadores (como o precipitador Cottrel), ou superfícies de carvão ativado.

A energia também pode ser obtida a partir de resíduos sólidos urbanos e lamas provenientes de estações de purificação e purificação de água. Energia que também é poluente, mas também seria poluente em grande medida se não fosse utilizada, pois os processos de decomposição da matéria orgânica são realizados com emissão de gás natural e dióxido de carbono.

As energias renováveis ​​constituem uma parte importante da energia utilizada pelo homem desde a antiguidade, especialmente a energia solar, eólica e hidráulica. A vela, os moinhos de vento ou de água e a disposição construtiva dos edifícios para aproveitar a luz solar são bons exemplos disso.

Sem dúvida, a descoberta do fogo foi um acontecimento que marcou um ponto crucial na história da humanidade, representando um dos avanços mais significativos para os nossos antepassados. Esta descoberta não só facilitou a sobrevivência, mas também ajudou a civilização. Mais tarde vieram outros avanços como a atividade agrícola e pecuária, mas só no final do século foram realizadas as primeiras experiências para utilizar o vapor como fonte de energia, mas quase cem anos se passaram até que James Watt construísse a primeira máquina a vapor.

Com a invenção da máquina a vapor por James Watt, estas formas de utilização foram abandonadas, por serem consideradas instáveis ​​ao longo do tempo e caprichosas, e os motores térmicos e eléctricos foram cada vez mais utilizados, numa altura em que o consumo ainda relativamente baixo não previa um esgotamento das fontes, nem outros problemas ambientais que posteriormente surgissem.

Na década de 1970, as energias renováveis ​​eram consideradas uma alternativa às energias tradicionais, tanto pela sua garantida disponibilidade presente e futura (ao contrário dos combustíveis fósseis que requerem milhares de anos para a sua formação) como pelo seu menor impacto ambiental no caso das energias limpas, e por isso foram chamadas de energias alternativas. Atualmente, muitas destas energias são uma realidade, não uma alternativa, por isso o nome alternativas não deve mais ser usado.

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Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (no renovables).

Não renovável

Fontes de energia não renováveis ​​são aquelas encontradas na natureza em quantidades limitadas. Eles não se regeneram ou o fazem de forma extremamente lenta.[16]​.

Os combustíveis fósseis são recursos não renováveis, cujas reservas são limitadas e esgotam-se com o uso. Em algum momento eles acabarão e serão necessários milhões de anos para tê-los novamente. Os principais são os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão) e, em certa medida, a energia nuclear.

Os combustíveis fósseis podem ser utilizados na forma sólida (carvão), líquida (petróleo) ou gasosa (gás natural). São acumulações de seres vivos que viveram há milhões de anos e que se fossilizaram, formando carvão ou hidrocarbonetos. No caso do carvão, trata-se de florestas em áreas pantanosas e, no caso do petróleo e do gás natural, são grandes massas de plâncton marinho acumuladas no fundo do mar. Em ambos os casos a matéria orgânica foi parcialmente decomposta por falta de oxigênio e pela ação da temperatura, da pressão e de certas bactérias para que fossem armazenadas moléculas com ligações de alta energia.

A energia mais utilizada no mundo é a energia fóssil. Considerando tudo o que está em jogo, é da maior importância medir com precisão as reservas de combustíveis fósseis do planeta. É feita uma distinção entre “reservas identificadas”, mesmo que não sejam exploradas, e “reservas prováveis”, que poderão ser descobertas com tecnologias futuras. Segundo cálculos, o planeta pode fornecer energia por mais 40 anos (se apenas o petróleo for usado) e mais de 200 (se o carvão continuar). Existem alternativas em estudo: energia de fusão nuclear – não renovável, mas com imensas reservas de combustível –, energia renovável ou células de hidrogénio.

O núcleo atômico de elementos pesados ​​como o urânio pode ser desintegrado (fissão nuclear) e liberar energia radiante e cinética. As usinas termonucleares aproveitam essa energia para produzir eletricidade por meio de turbinas a vapor.

É obtido pela “quebra” (fissão) de átomos de minerais radioativos em reações em cadeia que ocorrem dentro de um reator nuclear.

Uma consequência da atividade de produção desse tipo de energia são os resíduos nucleares, que podem levar milhares de anos para desaparecer, pois demoram esse tempo para perder radioatividade. Atualmente, muitos países estão experimentando modelos de reatores de nêutrons rápidos de “geração IV” e a Rússia possui um modelo importante que é o BN-800 em operação com combustível reciclado de outros reatores (MOX). Isso permite dar mais vida ao combustível utilizado em um processo industrial. Outra capacidade destes reatores é a redução de resíduos, visto que possuem a capacidade de transmutar transurânicos, elementos produzidos com a fissão ou quebra do núcleo de Urânio e que são altamente radioativos ou possuem meia-vida longa, a transmutação Transurânica os converte em outros elementos químicos menos radioativos ou com meia-vida curta de minutos, dias ou semanas e então em muitos casos acabam sendo elementos estáveis ​​ou com níveis de radioatividade muito inferiores.

Existe outra possibilidade de energia nuclear que, até o momento, está apenas em fase de pesquisa: a energia nuclear de fusão, que consiste em unir (derreter) dois átomos de hidrogênio para obter um átomo de hélio, com produção abundante de energia. A maioria dos especialistas descarta que esta fonte de energia esteja disponível para superar o aquecimento global ou para a transição energética. O combustível, neste caso, é o hidrogênio, abundante na Terra, e o resíduo é o hélio, que não é radioativo nem poluente. Se for alcançado um processo para obter essa energia, também seria uma energia não poluente.

Atualmente, alguns países priorizam o uso da energia nuclear para grande produção de energia elétrica, como a França. A humanidade enfrenta grandes dilemas em relação à geração, distribuição e uso racional de energia. Neste sentido, o problema sócio-polêmico relativo ao uso da energia nuclear diante da crise energética nas sociedades industrializadas permanece em aberto.[17]​.

Renovável ou verde

Energia verde é um termo que descreve a energia gerada a partir de fontes de energia primária amigas do ambiente. As energias verdes são energias renováveis ​​que não poluem, ou seja, o método de obtenção ou utilização não emite subprodutos que possam ter um impacto negativo no meio ambiente.

Atualmente, ganham maior importância devido ao agravamento do efeito estufa e ao consequente aquecimento global, acompanhado de uma maior consciência internacional relativamente a este problema. Da mesma forma, as economias nacionais que não possuem ou esgotaram as suas fontes de energia tradicionais (como o petróleo ou o gás) e necessitam de adquirir esses recursos a outras economias, procuram evitar a referida dependência energética, bem como o impacto negativo na sua balança comercial que esta aquisição representa.

A energia potencial acumulada nas cachoeiras pode ser transformada em energia elétrica. As usinas hidrelétricas aproveitam a energia dos rios para operar turbinas que acionam geradores elétricos. Em Espanha esta energia é utilizada para produzir cerca de 15% do total da electricidade.

Um dos recursos quantitativamente mais importantes na estrutura das energias renováveis ​​é o proveniente das hidrelétricas; uma fonte de energia limpa e autóctone, mas para a qual é necessário construir as infraestruturas necessárias que permitam aproveitar o potencial disponível com custo zero de combustível. O problema desse tipo de energia é que ela depende das condições climáticas.

Envolve coletar energia do sol por meio de painéis solares e convertê-la em calor que pode ser usado para satisfazer inúmeras necessidades. Por exemplo, a água quente pode ser obtida para consumo doméstico ou industrial, ou para aquecimento de residências, hotéis, escolas ou fábricas. Além disso, o resfriamento pode ser alcançado durante as estações quentes. Na agricultura, outros tipos de aplicações podem ser alcançados, como estufas solares que favorecem melhorias nas colheitas em qualidade e quantidade, secadores agrícolas que consomem muito menos energia se combinados com um sistema solar, e plantas de purificação ou dessalinização de água sem consumir qualquer tipo de combustível.

Com este tipo de energia, mais de 25% do consumo de energia convencional poderia ser reduzido em casas recém-construídas, com a consequente redução da queima de combustíveis fósseis e da deterioração ambiental. A obtenção de água quente representa cerca de 28% do consumo de energia nas residências e estas, por sua vez, exigem pouco mais de 12% da energia em Espanha.

A vida proveniente da energia solar é realizada pelo processo denominado fotossíntese das plantas, que por sua vez desencadeia a cadeia biológica. Através da fotossíntese, as plantas que contêm clorofila transformam o dióxido de carbono e a água de produtos minerais sem valor energético em materiais orgânicos com alto teor energético e, por sua vez, servem de alimento para outros seres vivos. A biomassa através destes processos armazena energia solar a curto prazo sob a forma de carbono. A energia armazenada no processo fotossintético pode posteriormente ser transformada em energia térmica, elétrica ou combustíveis de origem vegetal, liberando novamente o dióxido de carbono armazenado.

Existe alguma controvérsia sobre a inclusão da incineração (dentro da energia de biomassa) e da energia hidráulica (em grande escala) como energias verdes, devido aos impactos ambientais negativos que produzem, embora sejam energias renováveis.

O estatuto da energia nuclear como “energia limpa” é objecto de debate. Com efeito, embora tenha uma das taxas mais baixas de emissões de gases com efeito de estufa, gera resíduos nucleares cuja eliminação ainda não foi resolvida. De acordo com a definição atual de “resíduo”, não se trata de energia limpa.

Embora as vantagens das energias renováveis ​​sejam bem conhecidas, também têm causado controvérsia na opinião pública. Por um lado, grupos ambientalistas como o Greenpeace levantaram a voz sobre o impacto ambiental que a biomassa "Biomassa (energia)") pode causar[28]​ no meio ambiente e também sobre os negócios que muitos têm visto neste novo setor. Este grupo, juntamente com outras associações ambientais[29]​, rejeitaram o impacto que energias como a eólica causam no meio ambiente, embora seja menor do que as fontes não renováveis. Para tal, propuseram que os geradores fossem instalados no mar, obtendo assim uma maior quantidade de energia e evitando a poluição paisagística. Agora, estas alternativas têm sido rejeitadas por outros sectores, principalmente pelo sector empresarial, devido ao seu elevado custo económico e também, segundo os ambientalistas, devido ao desejo de monopólio das empresas energéticas. Alguns empresários, por outro lado, defendem a necessidade de tal impacto, pois desta forma os custos são menores e, portanto, o preço a pagar pelos utilizadores é menor.

Todas as fontes de energia produzem algum grau de impacto ambiental. A energia geotérmica pode ser muito prejudicial se metais pesados ​​e gases com efeito de estufa forem transportados para a superfície; A energia eólica produz impacto visual na paisagem, ruído de baixa frequência e pode ser uma armadilha para pássaros. A hidráulica menos agressiva é a mini-hidráulica, pois grandes barragens causam perda de biodiversidade, geram metano a partir de matéria vegetal não removida, provocam pandemias como febre amarela, dengue, esquistossomose principalmente em climas temperados e quentes, inundam áreas com patrimônio cultural ou paisagístico, geram a movimentação de populações inteiras, entre outras Aswan, Itaipú, Yacyretá e aumentam a salinidade dos leitos dos rios. A energia solar está entre as menos agressivas pela possibilidade de geração distribuída, exceto a eletricidade fotovoltaica e termelétrica produzida em grandes usinas conectadas à rede, que geralmente utilizam grande área de terreno. A energia das marés foi descontinuada devido aos custos iniciais muito elevados e ao impacto ambiental que acarreta. A energia das ondas juntamente com a energia das correntes oceânicas costumam ter baixo impacto ambiental, uma vez que geralmente estão localizadas em costas acidentadas. A energia da biomassa produz poluição durante a combustão devido à emissão de CO, mas é reabsorvida pelo crescimento das plantas cultivadas e requer terras aráveis ​​para o seu desenvolvimento, reduzindo a quantidade de terras aráveis ​​disponíveis para consumo humano e para a pecuária, com o perigo de aumentar o custo dos alimentos e favorecer as monoculturas.

energias ecológicas

As fontes de energia renováveis ​​são diferentes dos combustíveis fósseis ou das centrais nucleares devido à sua diversidade e abundância. Considera-se que o Sol fornecerá estas fontes de energia (radiação solar, vento, chuva, etc.) durante os próximos quatro mil milhões de anos. A primeira vantagem de um certo número de fontes de energia renováveis ​​é que não produzem gases com efeito de estufa nem outras emissões, ao contrário do que acontece com os combustíveis, sejam eles fósseis ou renováveis. Algumas fontes renováveis ​​não emitem dióxido de carbono adicional, exceto aqueles necessários à sua construção e operação, e não apresentam quaisquer riscos adicionais, como o risco nuclear. Além disso, muitas destas infraestruturas são realizadas através de colaborações público-privadas, permitindo o alinhamento dos interesses de múltiplos atores sociais.[30]​.

No entanto, alguns sistemas de energias renováveis ​​geram problemas ecológicos específicos. Assim, as primeiras turbinas eólicas eram perigosas para as aves, pois as suas pás giravam muito rapidamente, enquanto as centrais hidroeléctricas podem criar obstáculos à emigração de certos peixes, um problema grave em muitos rios do mundo (naqueles do noroeste da América do Norte que deságuam no Oceano Pacífico, a população de salmão foi drasticamente reduzida).

natureza difusa

Um problema inerente às energias renováveis ​​é a sua natureza difusa, com exceção da energia geotérmica, que, no entanto, só é acessível onde a crosta terrestre é fina, como fontes termais e gêiseres.

Dado que certas fontes de energia renováveis ​​fornecem energia de intensidade relativamente baixa, distribuídas por grandes áreas, são necessários novos tipos de “usinas” para convertê-las em fontes utilizáveis. Para 1.000 kWh de eletricidade, consumo anual per capita nos países ocidentais, o proprietário de uma casa localizada numa zona nublada da Europa deve instalar oito metros quadrados de painéis fotovoltaicos (assumindo uma eficiência energética média de 12,5%).

No entanto, com quatro metros quadrados de colector solar térmico, uma casa pode obter grande parte da energia necessária para a água quente sanitária embora, devido ao uso da simultaneidade, os edifícios de apartamentos possam atingir o mesmo desempenho com uma superfície de colector menor e, mais importante, com muito menos investimento por casa.

Irregularidade

O fornecimento de energia elétrica requer a produção de tanta eletricidade quanto a demanda da rede. Mas a energia eólica e a fotovoltaica são irregulares: dependem se o vento sopra ou o sol brilha, e esse momento pode não coincidir com a procura da rede. Eles, portanto, precisam de meios de armazenamento de energia, como usinas hidrelétricas reversíveis, baterias ou células de combustível.[31]​ Assim, os custos de armazenamento de energia devem ser levados em conta ao projetar um sistema autônomo de energia renovável independente da rede elétrica geral.

Por outro lado, embora seja verdade que a energia eólica e fotovoltaica são irregulares, esta irregularidade é altamente previsível (com mais de 95% de fiabilidade).[32]​ Isto permite-nos saber antecipadamente a que horas do dia seguinte poderá não haver sol ou vento suficiente para satisfazer a procura elétrica, e ter outras fontes de abastecimento preparadas para esse momento, como as centrais de ciclo combinado de gás natural.

Poluindo fontes renováveis

No que diz respeito à biomassa, é verdade que ela armazena ativamente o carbono do dióxido de carbono, formando com ele sua massa e cresce liberando novamente oxigênio, quando queimada combina novamente carbono com oxigênio, formando novamente dióxido de carbono. Teoricamente, o ciclo fechado produziria zero emissões de dióxido de carbono, uma vez que as emissões resultantes da combustão permaneceriam fixas na nova biomassa. Na prática, a energia poluente é utilizada no plantio, na colheita e no processamento, por isso o saldo é negativo.

Por outro lado, a biomassa também não é inesgotável, mesmo que seja renovável. Seu uso só pode ser feito em casos limitados. Há dúvidas sobre a capacidade da agricultura em fornecer as quantidades necessárias de massa vegetal caso esta fonte se popularize, o que é demonstrado pelo aumento dos preços dos cereais devido à sua utilização para a produção de biocombustíveis. Por outro lado, todos os biocombustíveis produzem uma maior quantidade de dióxido de carbono por unidade de energia produzida do que os seus homólogos fósseis.

A energia geotérmica não só é muito restrita geograficamente, mas algumas das suas fontes são consideradas poluentes. Isso ocorre porque a extração de água subterrânea em alta temperatura gera sais e minerais indesejados e tóxicos que são arrastados para a superfície. A principal usina geotérmica está localizada na Toscana, perto da cidade de Pisa e é chamada de Usina Geotérmica Larderello") [1] Arquivado em 21 de agosto de 2008 na Wayback Machine. Vistas de quilômetros de tubos de um metro de diâmetro que vão até a usina termelétrica mostram o impacto paisagístico que ela gera.

Na Argentina, a principal usina foi construída na cidade de Copahue "Copahue (localidade)") [3] e a geração de eletricidade está atualmente fora de operação. A nascente é utilizada para aquecimento urbano, aquecimento de ruas e calçadas e banhos termais.

Diversidade geográfica

A diversidade geográfica dos recursos também é significativa. Alguns países e regiões dispõem de recursos significativamente melhores do que outros, especialmente no sector das energias renováveis. Alguns países dispõem de recursos significativos perto de grandes centros habitacionais onde a procura de electricidade é significativa. A utilização destes recursos em larga escala exige, no entanto, investimentos consideráveis ​​nas redes de transformação e distribuição, bem como na própria produção.

Administração de redes elétricas

Se a produção de energia eléctrica a partir de fontes renováveis ​​se generalizasse, os sistemas de distribuição e transformação deixariam de ser os grandes distribuidores de energia eléctrica, mas funcionariam para equilibrar localmente as necessidades eléctricas das pequenas comunidades. Aqueles que têm energia excedentária “Energia (tecnologia)”) venderiam aos sectores deficitários, ou seja, a exploração da rede deveria passar de uma “gestão passiva” onde alguns geradores estão ligados e o sistema é conduzido para obter a electricidade “a jusante” em direcção ao consumidor, para uma gestão “activa”, onde alguns geradores são distribuídos na rede, tendo que monitorizar constantemente as entradas e saídas para garantir o equilíbrio local do sistema. Isso exigiria grandes mudanças na forma como as redes são geridas.

Contudo, a utilização em pequena escala de energias renováveis, que muitas vezes podem ser produzidas “no local”, reduz a necessidade de sistemas de distribuição de electricidade. Os sistemas actuais, raramente rentáveis ​​do ponto de vista económico, revelaram que uma casa média com um sistema solar com armazenamento de energia e painéis de tamanho suficiente só tem de recorrer a fontes externas de electricidade durante algumas horas por semana. Portanto, os defensores das energias renováveis ​​pensam que os sistemas de distribuição de electricidade deveriam ser menos importantes e mais fáceis de controlar.

Integração na paisagem

Alguns críticos das energias renováveis ​​apontam para o impacto visual dos geradores eólicos e das instalações solares de grande escala em ambientes rurais. Têm sido propostas alternativas para integrar estas tecnologias na paisagem urbana e periurbana, como a utilização de painéis solares em barreiras acústicas nas autoestradas, a sua instalação em coberturas de edifícios ou a incorporação de células fotovoltaicas em janelas e superfícies de vidro.[33]​.

Representam 18.054%[34]​ do consumo global de eletricidade, sendo 90% de origem hidráulica. O resto é muito marginal: biomassa 5,5%, geotérmica 1,5%, eólica 0,5% e solar 0,5%.[35]​.

Cerca de 80% das necessidades energéticas nas sociedades industriais ocidentais centram-se na indústria, no aquecimento, no ar condicionado dos edifícios e nos transportes (automóveis, comboios, aviões). No entanto, a maioria das aplicações em larga escala de energia renovável concentra-se na produção de eletricidade.[36]​.

Em Espanha, as energias renováveis ​​foram responsáveis ​​por 19,8% da produção de eletricidade. Em 2007, a produção de electricidade com energia renovável excedeu a de origem nuclear.[37]​.

Em 2011, pela primeira vez, a produção de energia renovável nos Estados Unidos ultrapassou a geração nuclear, atingindo 11,73% da energia total do país. Do conjunto de fontes renováveis, 48% correspondiam a biocombustíveis, 35% a hidrelétricas e os 16% restantes à energia eólica, geotérmica e solar.[38]​.

O Greenpeace apresentou um relatório[39]​ no qual sustenta que a utilização de energias renováveis ​​para produzir 100% da energia é tecnicamente viável e economicamente aceitável, razão pela qual, segundo a organização ambientalista, a única coisa que falta para que a energia suja seja posta de lado em Espanha é vontade política. Para conseguir isso, são necessários dois desenvolvimentos paralelos: energias renováveis ​​e eficiência energética (eliminação de consumos supérfluos).[40]​.

Por outro lado, 64% dos gestores das principais utilities consideram que no horizonte de 2018 haverá tecnologias limpas, acessíveis e renováveis ​​de geração local, o que obrigará as grandes corporações do setor a mudarem a sua mentalidade.[41]​.

A produção de energia verde está a aumentar não só devido ao desenvolvimento da tecnologia, principalmente no domínio da energia solar, mas também devido a compromissos políticos claros, sendo também um dos sectores que mais contribui para a estabilidade económica nacional.[42] Assim, o Ministério da Indústria, Turismo e Comércio de Espanha prevê que a energia verde atingirá 83.330 MW, face aos actuais 32.512 MW, e poderá cobrir 41% da procura de electricidade em 2030.[43]​[44]​ Para atingir esta quota, está previsto atingir previamente 12% da procura de electricidade fornecida por energias renováveis em 2010 e 20% em 2020.[45]​.

O autoconsumo de eletricidade renovável está contemplado no Real Decreto 1699/2011, de 18 de novembro, que regulamenta a ligação à rede de instalações de produção de energia elétrica de pequena potência.[46]​.

Engenharia

Engenharia de Energia Renovável na Universidade Nacional Autônoma do México, no México.

Engenharia de Energia Renovável na Universidade Autônoma de Baja California, no México.

Engenharia em Fontes de Energia Renováveis ​​Arquivado em 16 de setembro de 2019 na Wayback Machine. na Universidade Autônoma de Baja California Sur, no México.

Engenharia de Energias Renováveis ​​na Université de Perpignan Via Domitia na França.

Engenharia em Inovação Sustentável e Energia na Universidade de Monterrey, no México.

Pós-graduação

CEENER na Universidade Autônoma da Baixa Califórnia.

Instituto de Engenharia "Instituto de Engenharia do México (UABC)") da Universidade Autônoma da Baixa Califórnia.

PROMES em Perpignan, França.