O QUE é ENERGIA ALTERNATIVA?

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Nos últimos anos, a energia alternativa tem sido objeto de intenso interesse e debate. Graças à ameaça das mudanças climáticas e ao fato de as temperaturas globais médias continuarem subindo ano após ano, o esforço para encontrar formas de energia que reduzam a dependência da humanidade de combustíveis fósseis, carvão e outros métodos poluentes intensificou-se naturalmente.

Embora a maioria dos conceitos de energia alternativa não seja nova, apenas nas últimas décadas a questão se tornou premente. E, graças às melhorias em tecnologia e produção, os custos da maioria das formas de energia alternativa diminuíram enquanto a eficiência aumentou. Mas exatamente o que é energia alternativa e qual é a probabilidade de ela se tornar mainstream?

Definição:

Naturalmente, há algum debate sobre o que “energia alternativa” significa e em que ela pode ser aplicada. Por um lado, o termo pode se referir a formas de energia que não aumentam a pegada de carbono da humanidade. Nesse sentido, pode incluir coisas como instalações nucleares, energia hidrelétrica e até coisas como gás natural e "carvão limpo".

Por outro lado, o termo também é usado para se referir aos métodos atualmente não tradicionais de energia - como solar, eólica, geotérmica, biomassa e outras adições recentes. Esse tipo de classificação exclui métodos como os hidrelétricos, que existem há mais de um século e, portanto, são bastante comuns em certas regiões do mundo.

Outro fator é que fontes alternativas de energia são consideradas "limpas", o que significa que elas não produzem poluentes nocivos. Como já observado, isso pode se referir ao dióxido de carbono, mas também a outras emissões, como monóxido de carbono, dióxido de enxofre, óxido de nitrogênio e outras. Dentro desses parâmetros, a energia nuclear não é considerada uma fonte de energia alternativa porque produz resíduos radioativos altamente tóxicos e que devem ser armazenados.

Em todos os casos, no entanto, o termo é usado para se referir a formas de energia que substituirão combustíveis fósseis e carvão como a forma predominante de produção de energia nas próximas décadas.

Tipos de energia alternativa:

A rigor, existem muitos tipos de energia alternativa. Mais uma vez, as definições se tornam um ponto de discórdia e o termo foi usado no passado para se referir a qualquer método que era considerado não mainstream na época. Mas, aplicando o termo de maneira ampla para significar alternativas ao carvão e aos combustíveis fósseis, ele pode incluir qualquer um ou todos os seguintes itens:

Hidroeletricidade: Isso se refere à energia gerada por barragens hidrelétricas, onde a água em queda (ou seja, rios ou canais) é canalizada através de um aparelho para girar turbinas e gerar eletricidade.

Poder nuclear: Energia produzida através de reações de fissão lenta. Hastes de urânio ou outros elementos radioativos aquecem a água para gerar vapor, que por sua vez gira as turbinas para gerar eletricidade.

Energia solar: Energia aproveitada diretamente do Sol, onde células fotovoltaicas (geralmente compostas de substrato de silício e dispostas em grandes matrizes) convertem os raios do Sol diretamente em energia elétrica. Em alguns casos, o calor produzido pela luz do sol é aproveitado para produzir eletricidade, também conhecida como energia solar-térmica.

Força do vento: Energia gerada pelo fluxo de ar, onde grandes turbinas eólicas são giradas pelo vento para gerar eletricidade.

Energia geotérmica: Energia gerada pelo calor e vapor produzidos pela atividade geológica na crosta terrestre. Na maioria dos casos, isso consiste em colocar tubos no solo acima de zonas geologicamente ativas para canalizar vapor através de turbinas, gerando eletricidade.

Energia das marés:Energia gerada por chicotes de maré localizados ao redor das linhas costeiras. Aqui, as mudanças diárias nas marés fazem com que a água flua para frente e para trás através das turbinas, gerando eletricidade que é então transferida para as usinas de energia ao longo da costa.

Biomassa: Isso se refere a combustíveis derivados de plantas e fontes biológicas - ou seja, etanol, glicose, algas, fungos, bactérias - que podem substituir a gasolina como fonte de combustível.

Hidrogênio: Energia derivada de processos envolvendo gás hidrogênio. Isso pode incluir conversores catalíticos, onde as moléculas de água são separadas e reunidas por eletrólise; células de combustível de hidrogênio, onde o gás é usado para alimentar motores de combustão interna ou aquecido e usado para girar turbinas; ou fusão nuclear, onde átomos de hidrogênio se fundem sob condições controladas para liberar quantidades incríveis de energia.

Energia Alternativa e Renovável:

Em muitos casos, fontes alternativas de energia também são renováveis. No entanto, os termos não são totalmente intercambiáveis, devido ao fato de que muitas formas de energia alternativa dependem de um recurso finito. Por exemplo, a energia nuclear depende de urânio ou outros elementos pesados que precisam ser extraídos.

Enquanto isso, energia eólica, solar, maré, geotérmica e hidrelétrica dependem de fontes totalmente renováveis. Os raios do Sol são a fonte de energia mais abundante de todas e, embora limitados pelo clima e padrões diurnos, são perenes - e, portanto, inesgotáveis do ponto de vista da indústria. O vento também é uma constante, graças às mudanças de rotação e pressão da Terra em nossa atmosfera.

Desenvolvimento:

Atualmente, a energia alternativa ainda está em sua infância. No entanto, esse quadro está mudando rapidamente, devido a uma combinação de pressão política, desastres ecológicos em todo o mundo (secas, fome, inundações, atividades de tempestades) e melhorias na tecnologia de energia renovável.

Por exemplo, a partir de 2015, as necessidades de energia do mundo ainda eram predominantemente supridas por fontes como carvão (41,3%) e gás natural (21,7%). A energia hidrelétrica e nuclear constituiu 16,3% e 10,6%, respectivamente, enquanto as "renováveis" (ou seja, solar, eólica, biomassa etc.) representaram apenas 5,7%.

Isso representou uma mudança significativa em relação a 2013, quando o consumo global de petróleo, carvão e gás natural foi de 31,1%, 28,9% e 21,4%, respectivamente. A energia nuclear e hidrelétrica representou 4,8% e 2,45, enquanto as fontes renováveis representaram apenas 1,2%.

Além disso, houve um aumento no número de acordos internacionais sobre a restrição do uso de combustíveis fósseis e o desenvolvimento de fontes alternativas de energia. Isso inclui a Diretiva de Energia Renovável, assinada pela União Europeia em 2009, que estabeleceu metas para o uso de energia renovável para todos os estados membros para o ano de 2020.

Basicamente, o acordo afirmou que a UE atende pelo menos 20% de suas necessidades totais de energia com energias renováveis até 2020 e que pelo menos 10% de seus combustíveis de transporte provêm de fontes renováveis até 2020. Em novembro de 2016, a Comissão Européia revisou esses metas, estabelecendo que pelo menos 27% das necessidades energéticas da UE provêm de fontes renováveis até 2030.

Em 2015, a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC) reuniu-se em Paris para elaborar uma estrutura para mitigação de gases de efeito estufa e o financiamento de energia alternativa que entraria em vigor em 2020. Isso levou ao Acordo de Paris, que foi adotada em 12 de dezembro de 2015 e aberta para assinaturas em 22 de abril (Dia da Terra) de 2016, na sede da ONU em Nova York.

Vários países e estados também se destacaram por sua liderança no campo do desenvolvimento de energia alternativa. Por exemplo, na Dinamarca, a energia eólica fornece até 140% da demanda de eletricidade do país, com o excedente sendo fornecido a países vizinhos como Alemanha e Suécia.

A Islândia, graças à sua localização no Atlântico Norte e seus vulcões ativos, alcançou 100% de dependência de energia renovável até 2012, através de uma combinação de hidroeletricidade e energia geotérmica. Em 2016, a política da Alemanha de eliminar gradualmente a dependência de petróleo e energia nuclear fez com que o país atingisse um marco em 15 de maio de 2016 - onde quase 100% de sua demanda por eletricidade veio de fontes renováveis.

O estado da Califórnia também fez progressos impressionantes em termos de dependência de energia renovável nos últimos anos. Em 2009, 11,6% de toda a eletricidade no estado vieram de recursos renováveis, como eólica, solar, geotérmica, biomassa e pequenas instalações hidrelétricas. Graças a vários programas que incentivam a mudança para fontes de energia renováveis, essa dependência aumentou para 25% até 2015.

Com base nas atuais taxas de adoção, as perspectivas de longo prazo para energia alternativa são extremamente positivas. De acordo com um relatório de 2014 da Agência Internacional de Energia (AIE), a energia solar fotovoltaica e a energia solar térmica representarão 27% da demanda global até 2050 - tornando-a a maior fonte de energia. Da mesma forma, um relatório de 2013 sobre energia eólica indicou que, até 2050, o vento poderá representar até 18% da demanda global.

O World Energy Outlook 2016 da AIE também afirma que até 2040, gás natural, eólico e solar eclipsarão o carvão e o petróleo como as fontes predominantes de energia. E alguns chegam a dizer que, graças ao desenvolvimento da tecnologia solar, eólica e de energia de fusão, os combustíveis fósseis se tornarão obsoletos em 2050.

Como em tudo, a adoção de energia alternativa tem sido gradual. Mas, graças ao crescente problema das mudanças climáticas e à crescente demanda por eletricidade em todo o mundo, a taxa na qual métodos limpos e alternativos estão sendo adotados se tornou exponencial nos últimos anos. Em algum momento deste século, a humanidade pode chegar ao ponto de se tornar neutra em carbono, e não em um momento muito cedo!

Escrevemos muitos artigos sobre energia alternativa para a Space Magazine. Aqui estão quais são os diferentes tipos de energia renovável ?, O que é energia solar ?, Como funciona uma turbina eólica ?, O mundo poderia funcionar com energia solar e eólica ?, De onde vem a energia geotérmica? e compromissos levam a acordo sobre mudança climática.

Se você quiser obter mais informações sobre energia alternativa, consulte Culturas de energia alternativa no espaço. E aqui está um link para tecnologias de energia alternativa para controlar as mudanças climáticas.

Também gravamos um episódio do elenco de astronomia sobre o planeta Terra. Ouça aqui, episódio 51: Terra.

Fontes: