Energias renováveis: o que são e a sua importância

Do sol ao vento, passando pela água e pelo calor da Terra, conheça os tipos de energia renovável que levam a eletricidade num rumo sustentável.

Os combustíveis fósseis, como o petróleo e o carvão, ainda são as fontes de energia predominantes. No entanto, para bem do planeta e das gerações futuras, é necessário fazer-se a transição energética o mais rapidamente possível e isso implica adotar o uso generalizado e massificado das energias renováveis como alternativa energética.

O que são energias renováveis e qual a sua importância?

As energias renováveis são aquelas provenientes de recursos naturais inesgotáveis ou que tenham a capacidade de se regenerarem em pouco tempo e de forma sustentável. São, neste momento, as fontes de energia alternativas ao fóssil.

Além do sol, do vento e da água, que são, provavelmente, as fontes de energia renováveis mais conhecidas, o calor da Terra, a biomassa e as ondas também podem ser utilizadas para gerar eletricidade de forma verde e ser consideradas energias sustentáveis.

As fontes de energia renováveis estão a substituir, a pouco e pouco, os combustíveis fósseis, um dos principais causadores da degradação do planeta. Ao adotar-se este tipo de fontes, evita-se a necessidade de recorrer ao carvão, ao petróleo ou ao gás para a produção de eletricidade e, consequentemente, diminui-se a emissão de gases com efeito de estufa.

Além disto, energias como a solar ou a eólica também podem ajudar a reduzir o preço da eletricidade no mercado, uma vez que o custo de produção da energia elétrica a partir destas fontes tem vindo a descer, sendo até mais económico do que produzir eletricidade a partir de combustíveis fósseis.

Vantagens principais das energias renováveis

São inesgotáveis;

São versáteis, já que é possível produzir eletricidade a partir de fontes renováveis em praticamente todos os locais do mundo;

Os investimentos em tecnologia e infraestruturas permitem a criação de empregos;

Reduzem a dependência energética das sociedades, já que ajudam a diminuir e eventualmente eliminar a importação de combustíveis fósseis.

Energia Solar: tendências e inovações tecnológicas

A energia do sol pode ser usada de duas formas:

Solar fotovoltaica em que os painéis fotovoltaicos transformam diretamente a luz solar em eletricidade; a eletricidade passa por um inversor, que a torna compatível com a rede elétrica ou com os equipamentos de casa;

Solar térmica em que os painéis térmicos transformam a luz solar em calor, usado para aquecer água ou ambiente; não produzem eletricidade.

A seu favor, a energia solar tem o facto de ser inesgotável e não poluir. A desvantagem é que os custos de instalação ainda são relativamente elevados. No entanto, a médio prazo, a poupança que se consegue na fatura da luz acaba por pagar e compensar o investimento na instalação.

A tendência mundial é para o crescimento da capacidade instalada de energia solar. Um relatório da consultora especialista em energia renovável Bloomberg NEF aponta para que a capacidade global instalada de energia solar atinja os 700 GW (gigawatts) em 2025, com países como a China, os Estados Unidos, Índia e Alemanha ao leme.

Para esta evolução é crítico que a rede elétrica acompanhe a implementação desta forma de geração limpa de energia, crescendo em capacidade e modernização. Algumas inovações tecnológicas estão também a dar impulso a esta tendência como:

Painéis solares de alta eficiência, que produzem mais reduzindo o custo por hora;

Baterias de íons de lítio e outras tecnologias de armazenamento, que tornam o armazenamento de energia mais eficaz e viável em larga escala;

A utilização de inteligência artificial para gerir de forma mais eficaz e automática a energia produzida e prever padrões de uso, necessidades de manutenção.

Energia Eólica: armazenamento e eficiência

A energia eólica é gerada através da força do vento quando este é captado por aerogeradores. As centrais eólicas devem ser instaladas em zonas onde a velocidade média anual do vento é superior a 6 m/s. Em Portugal, os locais ideais para a sua instalação são as serras e junto à costa. Estas centrais podem ser instaladas em terra (eólica onshore) ou no mar (eólica offshore).

Como principais vantagens desta fonte de energia conta-se o facto de ser limpa, abundante na natureza e produzir eletricidade a preços relativamente competitivos. Atualmente, mais de um quarto da eletricidade consumida em Portugal é de geração eólica, sendo a segunda fonte renovável com maior expressão no país (https://www.inegi.pt/en/news/world-wind-day-wind-power-production-to-increase-by-9-in-2024/).

Apesar de já começarem a ser desenvolvidas soluções residenciais, com a criação de aerogeradores domésticos, a energia do vento é aproveitada, sobretudo, nos grandes parques eólicos onde este tipo de geração de energia consegue ter maior eficiência, graças ao design das turbinas, à sua localização e a sistemas de previsão meteorológica. É também nestes parques que é possível armazenar energia produzida em excesso para que não seja desperdiçada. O armazenamento é, aliás, um recurso cada vez mais usado para superar a instabilidade das energias renováveis: guardando a energia produzida em excesso esta pode ser usada quando não há vento (neste caso) para a produção elétrica.

Energia Hídrica

A produção de energia hídrica é feita em centrais hidroelétricas, que estão associadas a barragens de grande ou média capacidade. Estas centrais podem ter armazenamento em albufeira ou funcionar a fio de água (neste caso, as centrais aproveitam o fluxo natural do rio e a água não é armazenada).

As centrais hídricas são consideradas um dos métodos mais eficientes para gerar eletricidade, contribuindo para a estabilidade do sistema elétrico. Duas das principais vantagens da energia hídrica são o facto de não poluir e ter um custo de produção baixo. Em Portugal, cerca de 30% da eletricidade consumida tem origem hídrica.

Energia Geotérmica

A energia geotérmica é obtida a partir do calor proveniente do interior da Terra. Devido às altas temperaturas, os locais com atividade vulcânica são as zonas com maior potencial para exploração deste tipo de energia.

Além da produção de eletricidade, a energia geotérmica também pode ser utilizada como fonte de calor para estufas ou bombas de calor, nas termas, na indústria e para aquecer ou arrefecer edifícios. No nosso país, o único local onde é possível a produção de eletricidade com recurso à geotermia é a Região Autónoma dos Açores.

Estas são as principais vantagens da energia geotérmica:

Não é poluente;
É inesgotável;
Pode ser utilizada 24h/dia para produção de eletricidade, ao contrário da energia solar, por exemplo;
Os preços da eletricidade são baixos, já que as centrais geotérmicas têm baixos custos de manutenção.

Energia das Ondas e Marés

Consiste em aproveitar o movimento das ondas em direção à costa. Esse movimento gera energia cinética, que, por sua vez, coloca uma turbina a funcionar, produzindo eletricidade. Também a oscilação das ondas permite a produção de energia elétrica, ao dar potência a um êmbolo, que se move para cima e para baixo dentro de um cilindro, fazendo funcionar o gerador.

A primeira central do mundo a produzir eletricidade a partir da energia das ondas de forma regular foi criada na Ilha do Pico, nos Açores.

Esta fonte de energia, além de inesgotável e de não provocar a emissão de poluentes, é também fácil de prever e tem baixos custos de manutenção.

Energia da Biomassa

A biomassa é toda a matéria orgânica - vegetal ou animal - que pode ser utilizada no estado sólido, líquido ou gasoso para produzir eletricidade. Os subprodutos da floresta, da agricultura, da pecuária e da indústria do papel e da madeira, bem como a parte biodegradável dos resíduos urbanos, são exemplos de biomassa. Quando queimada, a biomassa é uma fonte de energia e pode ser utilizada em centrais térmicas para produzir eletricidade ou calor.

A biomassa é um recurso renovável, tem baixo custo de aquisição e as suas emissões não contribuem para o efeito de estufa.

Hidrogénio verde: o combustível do futuro?

A molécula do hidrogénio, ou seja, o gás hidrogénio, é um combustível muito eficiente, por gerar uma grande quantidade de energia quando queimado. No entanto, é preciso obter o hidrogénio a partir da separação dos átomos de hidrogénio presentes, por exemplo, na constituição molecular da água. Para esta separação é necessário um processo de eletrólise (de separação com recurso à eletricidade). Ao gás hidrogénio produzido a partir de eletricidade de fontes renováveis chama-se hidrogénio verde.

O hidrogénio verde é uma energia promissora, mas ainda não está a ser usado numa larga escala e há ainda algumas dúvidas quanto aos seus impactos ambientais. No futuro, poderá ser um dos componentes do chamado mix de energias renováveis, ou seja, a gama de diferentes energias renováveis que contribuem para a rede elétrica. Como é importante que este mix seja diversificado, o hidrogénio verde poderá ter um papel nessa diversidade de opções, sendo um gás (um combustível) com utilizações potenciais mais semelhantes aos combustíveis fósseis — nos transportes e em indústrias que necessitam de altas temperaturas, como as siderúrgicas.

Sustentabilidade e ESG: o impacto no setor energético

O plano para Portugal reduzir as suas emissões implica uma redução das emissões do setor energético de 80% até 2030 (em relação a 2005) e de 96% até 2050 (igualmente em relação a 2005). Este é mesmo o setor que vai contribuir mais para a sustentabilidade ambiental do país com um esforço suplementar: enquanto diz não à geração de eletricidade pelo fóssil, os restantes setores estão a avançar na sua eletrificação, o que aumenta a procura de eletricidade.

Neste caminho já foram encerradas as centrais de carvão de Sines e do Pego, em 2022, e continuam os investimentos em grandes parques eólicos offshore, hídricos ou solares. Além dos concursos públicos, também existem apoios do Fundo Ambiental - como o Programa de Apoio a Edifícios Mais Sustentáveis - que incentivam empresas e particulares a investir em energia renovável.

Digitalização e inteligência artificial no setor energético

As energias renováveis e a transição para um sistema energético sem combustíveis fósseis apresenta vários desafios. Um dos mais óbvios é a intermitência destas energias, ou seja, os períodos em que, por motivos naturais (como a falta de sol ou vento) a produção pára ou diminui. Há, no fundo, uma falta de estabilidade e previsibilidade da produção, quando comparada com a produção de energia por combustíveis fósseis. A digitalização e inteligência artificial (IA) têm um papel na resolução destes desafios.

A IA pode ser usada para prever com maior precisão a geração de energia usando dados meteorológicos — quer fazendo tendências a partir de dados históricos, quer dados reais. De forma automatizada e inteligente, podem ajustar a produção de painéis ou eólicas a estas previsões, fazendo uma gestão mais inteligente da produção e da procura de energia.

As smart grids (redes elétricas inteligentes) são outra possibilidade da digitalização. Este sistema junta os dados de consumo e produção para distribuir a energia de forma mais eficiente e privilegiando, por exemplo, as renováveis no momento em que a sua produção está em alta.

Com a digitalização e a IA, a transição energética para uma economia eletrificada e descarbonizada será mais segura e capaz de atingir a grande escala.