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sexta-feira, 3 de abril de 2015

ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

Estocagem de energia - de fontes renováveis –, até hoje, não armazenável, será possível algum dia? 

Uma substância muito comum em nosso dia a dia pode ser a chave para a criação de capacitores que armazenarão energia de fontes renováveis. A notícia é de 2013, mas, a discussão é extremamente pertinente para ser pautada hoje e no futuro, principalmente em nosso país onde se discute, como nunca, a questão da matriz energética

 

Sem entrar nos detalhes mais técnicos, capacitores são, basicamente, componentes eletrônicos capazes de armazenar energia – a rigor, armazenar cargas - num campo elétrico. Essa capacidade depende muito, dentre outras variáveis, de um material colocado entre duas placas metálicas polarizadas.


 Esse material, conhecido como dielétrico, deve ser o mais isolante possível para que a energia recebida através das placas seja armazenada com mais eficiência.


E como se mede essa “capacidade isolante”? Através de um valor numérico constante para cada material avaliado chamado constante dielétrica. Quanto maior for o seu valor, maior será a capacidade do capacitor de armazenar energia para uso posterior.


O material dielétrico faz com que o capacitor armazene energia mesmo na ausência de suprimento energético de fontes externas – no nosso caso de interesse, isso é particularmente importante quando uma fonte renovável não está produzindo energia. Aliás, essa é a grande desvantagem desse tipo de fonte energética: produção intermitente de energia sem capacidade, pelo menos até o momento, de armazenamento.


Já existem alguns projetos em andamento sobre esse assunto – como armazenar energia de fontes renováveis – que não se baseiam em capacitores. Eu mesmo escrevi, há algum tempo atrás, um artigo para um jornal, onde os pesquisadores se baseiam num processo químico denominado eletrólise.


Então por que, agora, surgiu a ideia de armazenar energia com capacitores, que surgiram, como conceito, em meados do século XVIII? Porque, até o momento, não se tinha descoberto um material dielétrico que satisfizesse três condições importantes para se armazenar energia em grandes quantidades:


  • Constante dielétrica elevada, ou seja, capacidade de armazenar grande quantidade de energia.
  • Uma perda dielétrica muito baixa, o que significa, praticamente, nenhum vazamento e desperdício de energia.
  • Capacidade de operar em uma ampla faixa de temperaturas.


Pesquisadores da Universidade Nacional da Austrália - ANU, na sigla em inglês - anunciaram - em julho de 2013 - ter desenvolvido um material dielétrico, que possui essas três características, à base de dióxido de titânio (TiO2). Achou estranho esse nome?


Olhe nos rótulos do seu creme dental; do seu sabão em pó para lavar roupas ou do seu bronzeador (protetor solar). Provavelmente, você verá esse nome escrito neles. Essa substância é muito utilizada em produtos do nosso dia a dia, principalmente, por suas propriedades branqueadoras – refletoras da luz branca.


Com mais desenvolvimento, esse material poderá ser usado nos chamados "supercapacitores", que armazenam enormes quantidades de energia, acabando com as limitações de armazenamento das energias renováveis e alavancando o seu crescimento de vez, para que, dessa forma, possa tornar-se, num futuro próximo, a principal fonte de energia do planeta.

quarta-feira, 6 de agosto de 2014

ENERGIAS RENOVÁVEIS, NÃO RENOVÁVEIS E A SUSTENTABILIDADE

PALESTRAS DISCUTEM AS FORMAS DE SE OBTER ENERGIA E SUAS RELAÇÕES COM A SUSTENTABILIDADE DO PLANETA

No formato de minicurso, 5 palestras ministradas pelo prof. Carlos Sanches (formado pela USP), procuram explicar de modo didático quais são as fontes de energia renováveis e as não renováveis atualmente mais utilizadas no mundo. 

casa com energia solar e eólicaA ideia é discutir suas vantagens e desvantagens, associando-as às questões ambientais - como, por exemplo, seus impactos no solo, na água, no ar - e também às questões sociais - como a remoção de famílias de suas regiões de origem, afetando suas culturas e modo de vida. 

O minicurso procura desenvolver o raciocínio crítico com relação ao planejamento energético de um país. A reflexão é estimulada para que se aprenda quais são as melhores fontes energéticas para determinadas regiões de acordo com suas disponibilidades climáticas, de matérias-primas, de terra entre outras.

O foco é a preparação para a vida, para a cidadania e, também, para exames como o ENEM e os vestibulares.
Fontes como o petróleo - incluindo a camada pré-sal -, carvão, biodiesel, nuclear, hidrelétrica, eólica, solar e outras mais serão discutidas em detalhes com informações recentes apresentadas de modo dinâmico e envolvente através de recursos como animações, imagens e infográficos.

Para maiores informações, acesse o folder do minicurso.

quinta-feira, 24 de julho de 2014

SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO



Uma pequena discussão sobre o sistema elétrico brasileiro


O Brasil chegou a uma capacidade de geração elétrica ao redor de 127GW (giga Watts) em dezembro de 2013 segundo dados do MME – Ministério de Minas e Energia. Para 2020, a ideia é crescer 50%, aproximadamente, supondo uma taxa de crescimento em torno de 4,5 a 5% ao ano. Como sustentar esse crescimento? Quais fontes energéticas serão mais sustentáveis, não só do ponto de vista ambiental, mas também do econômico?


Sistema elétricoPara que um país cresça e se desenvolva nos setores econômico, industrial e social, um dos pontos mais importantes é a sua capacidade de suprir a demanda energética. Atualmente, com relação a esse item, apenas isso não basta. Temos de olhar com muita atenção para as questões ambientais inseridas nesse contexto. Se, de um lado, é importante preservar o meio ambiente, e realmente é, de outro, a demanda por energia aumenta substancialmente.

Para tanto, planejamento é fundamental. Temos um grande potencial hidrelétrico (260 GW), 70% ainda não explorado - a maioria na região amazônica; os melhores ventos do mundo circulam por aqui; nosso potencial solar é maravilhoso; várias culturas de biomassa estão em nosso país; estamos sempre entre a 5ª e 7ª reserva de urânio do mundo; e também temos as reservas do pré-sal e de gás natural ainda por explorar – sem falar no polêmico gás de xisto (shale gas). 


A nossa variedade climática nos ajuda muito também. Isso permite, por exemplo, que o ONS (Operador Nacional do Sistema) possa organizar a produção, por parte das usinas, e o fornecimento de energia para os consumidores de forma mais racional, pois o nosso sistema elétrico é interligado. O ONS é o responsável pela operação do sistema elétrico brasileiro gerenciando os recursos energéticos de acordo com a oferta e a demanda do sistema.

A capacidade instalada atual das usinas hidrelétricas - de acordo com o MME - é de 86 GW, ou seja, 67,7% do total, o que revela a importância dessa fonte para o país. A maior parte delas foi construída nas décadas de 1970 e 1980, época em que as questões ambientais estavam apenas engatinhando. Hoje, temos um quadro bem diferente: as questões ambientais ganharam muita força e a simpatia da sociedade civil o que, no caso das hidrelétricas com reservatório, força-nos a repensá-las.

Usinas hidrelétricas com grandes reservatórios produzem energia que é conhecida como despachável - pode ser armazenada, neste caso, sob a forma de “água represada”-; já as usinas a fio d’água - que estão sendo construídas atualmente no país e têm reservatórios de pequena capacidade - dependem muito mais da vazão do rio, ou seja, são muito vulneráveis às condições climáticas e, no caso de estiagem, não terão reserva de água para funcionar e fornecer energia. Portanto, usinas a fio d’água representam um ganho ambiental, mas uma insegurança quanto ao fornecimento contínuo de energia.

As outras formas de energia despachável que temos à disposição são a nuclear e as térmicas a combustíveis fósseis. Solar e eólica, que são as fontes renováveis mais utilizadas no mundo, não são despacháveis - até o momento não se consegue armazená-las. Portanto, elas não podem garantir a segurança no fornecimento de energia.

O governo federal, a partir de 2001, ano do famoso “apagão”, começou a investir mais fortemente nas usinas térmicas a combustíveis fósseis que passaram a ser as grandes aliadas do nosso sistema elétrico, atuando de modo complementar às hidrelétricas para manter a segurança energética. Mas agora, praticamente na metade do 1º semestre de 2014, estamos pensando em, talvez, promover as térmicas a combustíveis fósseis de reservas - complementares - a titulares. 

Como se sabe, esse tipo de usina é mais cara e poluente. Será que vamos enveredar por esse caminho? E as térmicas a biomassa, não seriam uma melhor solução. Elas também utilizam fontes renováveis - dependem da natureza - porém, uma vez colhida a safra de determinado período, ela pode ser armazenada. 

Outro ponto muito importante, pouco abordado e incentivado pelo nosso governo, é a energia distribuída, ou seja, não centralizada. Deveríamos investir muito mais nesse tipo de fonte energética que é uma forma inteligente e estratégica de desafogar o sistema centralizado. Haveria menores impactos ao meio ambiente e um maior controle de gastos já que cada brasileiro consumidor de energia teria informações em tempo real através de uma rede inteligente conhecida por smart grid. Além disso, o smart grid contribuiria com outro assunto não muito em pauta que é a tão necessária eficiência energética. 

Enfim, existem várias opções num país tão diverso, inclusive no clima. Resta saber se o clima e o meio ambiente políticos vão contribuir para um “tempo bom e ensolarado” no setor energético.

sábado, 15 de junho de 2013

ENERGIA EÓLICA

DIA MUNDIAL DO VENTO

 

energia eólica Hoje, 15 de junho, se comemora o Dia Mundial do Vento. Esse dia foi criado pelo Conselho Mundial de Energia Eólica - GWEC, sigla em inglês -, para impulsionar as atividades do setor.
Para se atualizar com relação a essa importante fonte renovável de energia, clique na imagem para baixar o mais recente relatório - 2012 - elaborado pelo GWEC.

Boa leitura!

domingo, 19 de maio de 2013

ENTREVISTA

MARINA SILVA: ENTREVISTA EXCLUSIVA PARA O BLOG FONTES DE ENERGIA                                                                                                                      


marina silvaMarina Silva, ex-senadora da República, ex-ministra do Meio Ambiente e atual fundadora da Rede Sustentabilidade, concedeu uma rápida entrevista ao blog FONTES DE ENERGIA no dia do lançamento do livro "A desgovernança mundial da sustentabilidade" do professor do departamento de economia da USP José Eli da Veiga na Sala Crisantempo em Pinheiros-SP.
Confira o vídeo onde Marina fala sobre o sistema elétrico brasileiro e o caso dos parques eólicos do nordeste que não estão ligados ao sistema por falta de linhas de transmissão. Marina também enfatiza a necessidade do Brasil investir mais em energia distribuída.
Em breve, segundo sua assessoria, Marina concederá uma entrevista mais longa sobre o tema para o blog. Aguardem!

 
 

sexta-feira, 22 de março de 2013

PARTICIPE!

VOCÊ TEM ALGUMA DÚVIDA A RESPEITO DAS FONTES ENERGÉTICAS DISPONÍVEIS NO MUNDO ATUALMENTE?

Envie a sua dúvida escrevendo no espaço reservado aos comentários desse post. Teremos o maior prazer em responder os seus questionamentos o mais rápido possível.

 BY FONTES DE ENERGIA 

domingo, 9 de setembro de 2012

ENERGIAS RENOVÁVEIS E NÃO RENOVÁVEIS


FONTES ENERGÉTICAS PARA O SÉCULO XXI



OS COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS E O DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL NO SÉCULO XX


fontes de energia
O século XX foi marcado pelo uso intenso dos chamados combustíveis fósseis[1], principalmente carvão mineral, petróleo e gás natural. O carvão mineral foi o combustível que alimentou as máquinas a vapor que deram sustentação à primeira revolução industrial em meados do século XVIII e, até hoje, é muito utilizado para manter o desenvolvimento industrial de muitas nações, principalmente a China. 

O petróleo, conhecido desde a antiguidade, começou a ser explorado comercialmente, a partir de 1859, com a perfuração do primeiro poço pelo americano Willian Drake na Pensilvânia, EUA. Tem um papel importante no cenário energético desde a segunda revolução industrial, juntamente com a eletricidade que engatinhava no final do século XIX, quando os motores à combustão interna começaram a ser desenvolvidos.

A partir da segunda metade do século XX, passou a ser o recurso energético mais utilizado por muitos países, fundamentalmente os Estados Unidos. Porém, com os dois choques do petróleo em 1973 e 1979, o mundo começou a buscar novas fontes de energia; é dessa época, por exemplo, o programa do pró-álcool brasileiro.

O gás natural, por sua vez, é extraído de reservas que, geralmente, também contêm petróleo, sendo o menos poluente dos três combustíveis fósseis. O que chamamos de gás natural é, na verdade, uma mistura de gases, cujo principal componente é o metano, muito utilizado em usinas termelétricas a gás; no Brasil, por exemplo, essas usinas são ligadas para fornecer energia elétrica sempre que os reservatórios das hidrelétricas têm o seu volume de água diminuído em determinadas épocas do ano. 

Portanto, os combustíveis fósseis tiveram, têm e ainda terão um papel importante no desenvolvimento econômico, industrial e social da humanidade. Porém, não podemos mais continuar com um modelo de desenvolvimento baseado nesse tipo de combustível, essencialmente por dois motivos: o aumento da concentração de gases de efeito estufa[2] (GEE) na atmosfera, como consequência de sua queima, e o inevitável esgotamento de suas reservas.




[1] Os combustíveis fósseis foram formados há milhões de anos por soterramento de vegetais e pequenos animais submetidos a um ambiente de altas pressões e temperaturas. Contêm grande quantidade de carbono que é lançado na atmosfera nas mais variadas formas quando queimados para a geração de energia, ou seja, há emissão, em nossa atmosfera, de átomos de carbono que estavam enterrados há milhões de anos.
[2] O efeito estufa é um fenômeno natural. Consiste na retenção de calor (radiação infravermelha) provocada por alguns gases que se localizam na troposfera (camada mais baixa da atmosfera).

TODO CO2 EMITIDO PARA A ATMOSFERA, POR QUALQUER FONTE ENERGÉTICA, CONTRIBUI PARA O AUMENTO EFETIVO DA INTENSIDADE DO EFEITO ESTUFA?



A forma gasosa mais conhecida e problemática com relação a esse aumento da intensidade do efeito estufa é a molécula de gás carbônico, CO2, conhecido, portanto, como um GEE. Mas, vamos pensar agora em uma questão bem interessante: todo CO2 emitido para a atmosfera por qualquer fonte energética contribui para o aumento efetivo da intensidade do efeito estufa?
De maneira simples, podemos entender melhor essa situação fazendo uma comparação entre dois combustíveis, um fóssil (gasolina, derivada do petróleo) e outro renovável[3] (etanol, derivado da biomassa[4]): quando queimados para produzir energia, ambos emitem gás carbônico para a atmosfera, além de outros produtos, porém, o CO2 emitido pelo etanol foi, anteriormente, absorvido pela biomassa usada na sua produção, no processo de fotossíntese, portanto ele foi “neutralizado”; no caso da gasolina, o CO2 emitido contém átomos de carbono que foram retirados da atmosfera há milhões de anos, portanto, agora, estamos realmente aumentando a quantidade de CO2 em relação à quantidade naturalmente presente no meio ambiente provocando um desequilíbrio ambiental. 

Muitos cientistas ao redor do mundo atribuem ao aumento da concentração dos GEE na atmosfera a culpa pelo que chamamos de aquecimento global[5], que gera, como consequência, as mudanças climáticas[6].

Começamos a nos preocupar com os problemas ambientais de modo mais ativo, principalmente com relação aos combustíveis fósseis, nos anos 1970, quando ocorreu a conferência de Estocolmo na Suécia em 1972. A partir dessa data, muitas conferências internacionais sobre o clima aconteceram, com destaque, por sua importância com relação aos acordos firmados pelas nações participantes, para a Rio 92 no Rio de Janeiro em 1992. Agora, em junho, foi realizada, no Brasil, a Rio + 20

Uma das discussões mais importantes dessa conferência sobre sustentabilidade, sob o slogan “The future we want” (O futuro que queremos), sem dúvida, deveria ter sido a questão energética. Essa discussão, assim como outras de grande importância, não tiveram o devido




[3] As fontes energéticas renováveis são aquelas que podem ser obtidas em um intervalo de tempo compatível com a existência humana (dias, semanas, meses, anos), diferentemente das não renováveis que estão disponíveis para a extração e consumo após milhões de anos.
[4] Insumo animal ou vegetal utilizado para a produção de combustível renovável.
[5] Elevação, não natural, da temperatura média da Terra.
[6] Alterações climáticas, tais como: elevação do nível das marés; degelo das calotas polares e acidificação dos oceanos.  

aprofundamento, principalmente, por causa da grave crise econômica europeia. Para reforçar a importância da questão energética para a humanidade, a ONU (Organização das Nações Unidas) escolheu o ano de 2012 como o “Ano da Energia Sustentável para Todos”.

ENERGIAS RENOVÁVEIS: SOLUÇÃO PARA A MATRIZ ENERGÉTICA[7] MUNDIAL?

Temos, portanto, que nos preocupar em desenvolver e aperfeiçoar novas formas de obtenção de energia, que sejam renováveis e menos poluentes, principalmente quando comparadas com os combustíveis fósseis. 

Atualmente, existem várias opções renováveis com maior ou menor grau de desenvolvimento tecnológico. As mais promissoras são a energia eólica, a solar e a obtida a partir da biomassa, além da renovável, porém já tradicional e com tecnologia bem desenvolvida, energia hidráulica. 

Não muito comentado no momento, o hidrogênio é um combustível extremamente interessante, principalmente por poder ser obtido a partir de várias fontes diferentes, como, por exemplo, o etanol, o gás metano e a água. Podemos, ainda, citar a polêmica energia nuclear que, embora não seja renovável, pois utiliza urânio como combustível, deve continuar com sua participação na matriz energética mundial.

Devemos ter em mente que, em boa parte desse século, ainda haverá a convivência entre as energias renováveis e não renováveis, sendo desejável um aumento da participação das fontes renováveis a cada ano.

Com relação a isso, observamos na matriz energética mundial atual uma participação de apenas, cerca de, 13% de renováveis. O Brasil, pelo contrário, é um dos países de matriz energética mais renovável e limpa do mundo com participação de, aproximadamente, 50% desse tipo de fonte.

As fontes de energia renováveis são importantes e necessárias, mas há uma característica, comum a todas elas, com a qual se deve ter muita atenção ao se fazer um planejamento energético: elas dependem da natureza. 

As usinas hidrelétricas, por exemplo, dependem do regime de chuvas para encher os seus reservatórios[8]. E se ocorrer um período grande de estiagem na região onde está instalada essa usina, o que se deve fazer? Por sua vez, as usinas eólicas dependem dos ventos. O que fazer quando eles não estiverem adequados para girar suas turbinas? Também há os casos das células fotovoltaicas e do sistema solar térmico que dependem do sol. E se ficar nublado muito tempo, o que será da energia solar? Já os biocombustíveis dependem das condições climáticas de plantio. E se a safra de uma determinada




[7] Matriz energética pode ser definida como um conjunto de fontes energéticas.
[8] Existem as chamadas usinas a fio d’água que dependem muito mais do curso do rio, pois têm reservatórios muito pequenos.

cultura utilizada para a produção de um biocombustível ou do etanol estiver comprometida por um determinado período?

Além disso, existem muitas outras questões que devem ser estudas: alguns biocombustíveis competem com a produção de alimentos; para se construir painéis fotovoltaicos utilizam-se combustíveis fósseis; as usinas eólicas fazem barulho e podem provocar acidentes com pássaros migratórios; a construção de usinas hidrelétricas causa grande impacto ambiental e social; o armazenamento de boa parte das energias renováveis ainda está longe de uma solução ideal ou compatível com sua necessidade.

Portanto, ao se fazer um planejamento energético, não se deve pensar apenas em um ou outro aspecto, deve-se pensar o todo. Não há como, na atualidade, gerar toda a energia necessária para o consumo de um país apenas com fontes renováveis.

Não se descobriu, até agora, como gerar energia sem causar algum tipo de impacto, mesmo no caso das renováveis. Então, em um futuro próximo, ainda no século XXI, com mais pesquisa, estudo, tecnologia, eficiência energética e, principalmente, foco na energia distribuída - que vale um outro post -, talvez consigamos chegar a um mundo mais sustentável[9] e menos poluído, mas com energia para todos, porque sem ela, não haverá desenvolvimento e inclusão social e econômica, necessária para tanta gente ao redor do mundo.




[9] Desenvolvimento sustentável é aquele que satisfaz as necessidades das gerações atuais sem prejudicar a capacidade das gerações futuras de satisfazer as suas necessidades.


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