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Energias Renováveis |
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Energias
renováveis Actualmente,
cerca de 95% da energia utilizada é proveniente de carvões minerais,
petróleo e gás natural, isto é, de fontes de energia não renováveis.
Torna-se cada vez mais claro que a produção de carvão, petróleo e gás
natural não pode continuar indefinidamente, pelo que a necessidade de
encontrar energias alternativas e renováveis é cada vez maior. Das
alternativas possíveis, as mais estudadas são a energia solar, a eólica,
a hidroeléctrica, a geotérmica e a das marés. O
termo energia solar refere-se geralmente à utilização directa
dos raios solares na produção de energia. Os sistemas mais elaborados
para utilizar este tipo de energia implicam a utilização de um colector
solar. Estes colectores são normalmente painéis grandes, negros,
recobertos por vidro ou outra superfície transparente. O calor captado no
sistema pode ser transferido pela circulação de ar ou de um fluído líquido,
que circula em tubos no painel. Os colectores solares são utilizados para
aquecimento do ambiente interior e da água, para consumo doméstico ou
comercial. Este
sistema é aplicável em zonas com grandes períodos de sol. Tem a
vantagem de a energia solar ser gratuita mas o inconveniente de os
colectores solares ainda constituírem um investimento elevado. Em Israel,
por exemplo, cerca de 20% das casas são equipadas com algum tipo de
dispositivo solar. A utilização crescente desta energia pode vir a
verificar-se à medida que o preço dos combustíveis for subindo. Outro
tipo de colector solar utiliza células que captam a energia solar e a
transformam directamente em electricidade. Actualmente é só utilizada em
calculadoras e veículos espaciais. O futuro desta tecnologia é incerto,
pois, além de ser relativamente ineficiente, as células são muito caras
e são facilmente deterioradas.
As
populações têm utilizado as quedas de água como uma fonte de energia já
há muitos anos. A energia gerada pela queda de água é utilizada para
movimentar turbinas e produzir electricidade. A energia hidroélectrica
é uma energia renovável, mas as barragens construídas para a sua produção
têm um tempo de duração limitado. Todos os rios transportam sedimentos
que podem assorear o lago da barragem. Calcula-se que este processo demore
entre 50 a 300 anos. Um exemplo de assoreamento é a barragem de Assuão,
no Egipto, construída em 1960 e que se prevê que em 2005 tenha metade do
reservatório preenchido por sedimentos transportados pelo Rio Nilo. A
determinação de locais capazes é um factor limitante para o
desenvolvimento em larga escala da produção de energia hidroeléctrica. As
primeiras termas da civilização romana são certamente o testemunho mais
antigo da utilização da energia geotérmica, isto é, a energia
contida sob a forma de calor natural no interior da Terra. Não sendo possível
utilizar directamente a fonte de calor (geralmente uma câmara magmática),
tem-se procurado aproveitar o calor que se liberta até à superfície sob
a forma de vapor. Pode também ser aproveitado o calor absorvido pelas águas
subterrâneas, de circulação resultante da água da chuva, que se
infiltram e ficam em contacto com rochas a altas temperaturas. A
energia geotérmica tem sido utilizada para produzir electricidade e
directamente no aquecimento, como acontece na cidade islandesa de
Reiquiavique e em certos locais do Japão, da Rússia, da Nova Zelândia,
do México, etc. O primeiro país a utilizar energia geotérmica foi a Itália,
em 1904, seguido pela Islândia em 1928. O
maior problema para a expansão deste tipo de energia é que são
limitadas as zonas onde as águas subterrâneas e as rochas a elevadas
temperaturas ou os magmas se encontram em conjunto. Alguns peritos admitem
que futuramente a energia geotérmica poderá satisfazer cerca de 20% das
necessidades energéticas mundiais. Biomassa
No que respeita à classificação do recurso, adoptou-se a definição de Biomassa constante da Directiva 2001/77/EC de 27 de Setembro de 2001, isto é: “a fracção biodegradável de produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), da floresta e das indústrias conexas, bem como a fracção biodegradável dos resíduos industriais e urbanos”. Convirá desde já estabelecer uma distinção entre a biomassa proveniente da agricultura, da pecuária, do sector urbano e da floresta em Portugal, face às diferentes estratégias – ou à sua inexistência actual – no que concerne à sua consideração como combustíveis endógenos e alternativos, capazes de minorar o efeito de estufa e, simultaneamente, diminuir a aquisição ao exterior dos combustíveis fósseis utilizados. Note-se aqui a importância da biomassa florestal, em que 38% da área do território nacional é coberto pela floresta, levando à disponibilidade de materiais ligno-celulósicos directamente da sua gestão e, ainda, os resíduos e desperdícios obtidos do sector de transformação da madeira que não possam ser sujeitos a outro tipo de valorização.
Biogás
Mini-Hídrica
O referido Decreto-Lei sofreu posteriores alterações através do Decreto-Lei n.º 313/95, de 24 de Novembro, e Decreto Lei n.º 168/99, de 18 de Maio. No âmbito da Directiva 2001/77/CE, os Estados-Membros comprometem-se a atingir objectivos nacionais no que concerne à parcela de consumo de electricidade que será garantida por fontes renováveis em 2010. Para Portugal, o objectivo fixado é de 39%. Nestas fontes está também incluída a grande hidroelectricidade. Admitiu-se que a contribuição de pequenas centrais hidroeléctricas, que hoje é de cerca de 800 GWh/ano, subirá em 2010 para 1600 GWh/ano. Eólica
Através dos grandes aproveitamentos hídricos, as energias renováveis, constituem já uma parcela significativa dos recursos utilizados na geração de electricidade em Portugal. Apesar disso, o aumento dos consumos e os problemas associados à utilização de outras fontes, apontam desde há muito para a necessidade de promover o reforço dessa contribuição. Os problemas associados à construção dos grandes aproveitamentos hidroeléctricos, fazem com que não se possa esperar desse lado uma evolução significativa. De entre as outras opções com viabilidade técnica e maturidade suficiente para poderem ser utilizadas em escala que ultrapasse a da demonstração da tecnologia, surgem a mini-hídrica e a eólica.
Solar Fotovoltaico
Solar Térmico
• industriais; • condicionamento de ar (aquecimento e arrefecimento) recorrendo a máquinas frigoríficas.
SITUAÇÃO ACTUAL
Geotermia
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A
energia eólica já é utilizada há muitas centenas de anos como a
forma de energia mais barata e também menos poluente. Era utilizada para
extrair água dos poços e para produzir electricidade. Contudo, a abundância
de petróleo que surgiu no fim da Segunda Guerra Mundial fez regredir muitíssimo
esta utilização. A energia do vento faz girar turbinas, que por sua vez
geram electricidade. O futuro da energia eólica é promissor, mas não é
isento de dificuldades. Há muitos problemas técnicos para resolver na
construção das turbinas.
A
fileira da biomassa deve ser encarada como uma área estratégica de
interesse nacional que merece um planeamento global integrado, de forma
a garantir o seu devido escoamento, incluindo os usos para fins energéticos,
numa posição de são equilíbrio entre a oferta e a procura deste tipo
de resíduos.
O
biogás é um gás combustível, constituído em média por 60% de
metano e 40 % de CO2, que é obtido pela degradação biológica
anaeróbica dos resíduos orgânicos. Em Portugal, uma questão que
naturalmente se põe em relação ao biogás é a avaliação da sua
potencial importância no contexto das energias renováveis.
Actualmente, a geração de biogás provém exclusivamente da degradação
dos resíduos da nossa civilização. Há outros dois factores
suplementares que ditam a importância do aproveitamento do biogás: a
redução da energia consumida no tratamento dos resíduos e, além
disso, a queima do metano que faz com que não ocorra o seu lançamento
na atmosfera onde é fortemente nocivo em termos de efeito de estufa. As
áreas potenciais principais de produção de biogás são as do Sector
agro-pecuário, da Indústria agro-alimentar, das ETAR’s municipais e
dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU).
Em
1988, a publicação do Decreto-Lei n.º 189/88, de 27 de Maio, e
Portarias Regulamentares n.º 445/88, de 8 de Julho, e n.º 958/89, de
28 de Outubro, abriu a actividade de produção independente de energia
eléctrica a pessoas singulares ou colectivas de direito público ou
privado, desde que o estabelecimento industrial de produção de energia
não ultrapasse a potência aparente instalada de 10 MVA.
Um
dos sectores onde as energias renováveis podem desempenhar um papel
mais importante no controlo dos problemas ambientais associados à
utilização das fontes energéticas, designadamente o efeito de estufa,
é o da geração de electricidade. A incorporação de fontes renováveis,
reduzindo o peso das centrais térmicas no sistema produtor eléctrico,
é uma medida de grande importância na prossecução do objectivo de
reduzir as emissões gasosas, visando o cumprimento do estabelecido em
Quioto.
A
Directiva Comunitária para a promoção da electricidade gerada a
partir de fontes renováveis de energia transformou em objectivos
concretos algumas das ideias que vinham desde há muito sendo debatidas,
estabelecendo metas concretas para os Estados-Membros e diferenciando as
contribuições esperadas das grandes hídricas e das outras fontes
renováveis. Alguns dos problemas apontados à construção das grandes
hídricas surgem também no caso das mini-hídricas pelo que, apesar de
se esperar que também esse sector possa conhecer novos e interessantes
desenvolvimentos, é da energia eólica que se espera o maior incremento
da contribuição das fontes renováveis na convergência para os
objectivos da Directiva.
Os
sistemas fotovoltaicos produzem energia eléctrica com elevada
fiabilidade, e a sua manutenção é baixa, limitando-se essencialmente
ao sistema de acumulação de energia no caso dos sistemas autónomos. São
também conhecidas as vantagens ambientais deste tipo de sistemas, que não
emitem gases de efeito de estufa e não produzem ruído. As instalações
de sistemas fotovoltaicos, tipicamente descentralizadas, poderão também
contribuir para a criação de novos postos de trabalho, especialmente
ao nível local (electricistas, instaladores, equipas de manutenção),
pelo que o seu impacto social é relevante. O custo actual de instalação
é da ordem dos 10 Euro (2000$00) por Wp para sistemas isolados da rede
eléctrica e de cerca de 6 Euro (1200$00) por Wp para sistemas ligados
à rede eléctrica, o que se traduz num custo do kWh produzido no tempo
de vida do sistema (tipicamente 20-30 anos) de cerca de 4 a 6 vezes a
tarifa praticada actualmente para a venda de electricidade em baixa tensão.
As despesas de operação e manutenção são desprezáveis. Na Figura 1
mostra-se o custo do kWh fotovoltaico produzido em função do
investimento inicial na instalação e da produção anual por kW de
pico instalado, conjuntamente com os valores propostos pelo novo
Programa E4 para as tarifas da energia fotovoltaica fornecida à rede.
As
tecnologias de conversão da energia solar em energia térmica têm
desenvolvimentos distintos em função das gamas de temperatura necessárias.
Para as aplicações que requerem baixas temperaturas (até 90ºC),
tipicamente para aquecimento de água, existe uma tecnologia bem
desenvolvida e madura – colectores estacionários, planos ou do tipo
CPC de baixa concentração. Também está bem desenvolvida a tecnologia
associada aos depósitos de armazenamento de água quente e existem
regras de arte bem precisas para o dimensionamento e instalação de
sistemas solares destinados a estas aplicações. Desde os anos 70 que
se desenvolveram os métodos necessários para a caracterização em
laboratório dos equipamentos, não só quanto ao seu comportamento térmico,
mas também nos aspectos relativos à verificação de requisitos mínimos
de segurança e qualidade. Em 2000 foram aprovadas as Normas Europeias
de requisitos e ensaio de sistemas solares térmicos e seus componentes
que vão ser a base para a certificação destes produtos. Nas
temperaturas médias (90ºC a 150ºC) podem considerar-se dois tipos
distintos de aplicações:
Os
colectores solares utilizados nestas gamas de temperatura podem ainda
ser colectores estacionários mas torna-se necessário que integrem
mecanismos de redução de perdas térmicas como o vácuo e/ou a
concentração (do tipo CPC, ainda inferior a 2). Temperaturas
superiores têm interesse em aplicações industriais e até na produção
de energia eléctrica por via térmica mas as tecnologias utilizadas estão
actualmente em fase de desenvolvimento e/ou demonstração.
Verificando-se que o mercado de colectores solares térmicos tem, em
Portugal, uma dimensão muito inferior à de outros países, em alguns
casos até com um recurso energético muito inferior ao nosso, coloca-se
a questão de saber se existe em Portugal tecnologia ao nível dos
outros países para dar uma boa resposta às solicitações e se existe
um potencial de aplicação de colectores solares térmicos e qual é.
Sendo a resposta às questões anteriores muito positiva, resta saber
quais as barreiras que mesmo assim existem que limitam o desenvolvimento
deste mercado e se estas barreiras podem ser reduzidas ou eliminadas
através de acções concretas e quais as mais adequadas.
O
trabalho realizado pelo Grupo Temático “Solar Térmico Activo”
permitiu mostrar que o solar térmico activo, em particular o
aquecimento de água com colectores solares, é uma forma de
aproveitamento para a qual Portugal dispõe de um recurso energético de
grande abundância - entre os maiores a nível europeu. Verifica-se também
que Portugal dispõe de tecnologia, pelo menos ao mesmo nível do resto
da Europa dos 15, existindo inclusivamente produtos inovadores no âmbito
europeu. Verifica-se, no entanto, que o mercado actual é muito pequeno
e que as empresas que trabalham no sector são de um modo geral pequenas
empresas com capacidades financeiras limitadas. Sente-se ainda a
necessidade de formação de pessoal especializado em quantidade para
desenvolver o mercado. Foi feito um trabalho de levantamento do
potencial de aplicação de sistemas solares térmicos activos em
diferentes sectores: doméstico, indústria e serviços.