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Energia do vento e do sol não são soluções para o aquecimento global

A mitigação do aquecimento global exigirá a redução das emissões dos gases de efeito estufa pelas atividades humanas. A principal fonte de emissões desses gases é a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. Portanto, reduzir as emissões implica em alterar o modo como as sociedades modernas obtém energia para sustentar suas economias e estilos de vida.

Existe uma proposição de que as energias renováveis, como a solar e a eólica, podem simplesmente substituir os combustíveis fósseis na geração de energia elétrica. Essa proposição é denominada de transição energética, e sustenta que a geração de energia renovável pode tomar o lugar da geração baseada em combustíveis fósseis no sistema elétrico, eliminando as emissões de gases de efeito estufa.

Essa proposição não passa de uma crença, argumenta pesquisador da Universidade do Estado de Arizona, nos Estados Unidos. Condições fundamentais de física e engenharia indicam a impossibilidade de uma simples substituição de combustíveis fósseis por energia renovável.

Segundo o pesquisador, o consumo de energia média diário é chamado de base. Ele se caracteriza por pequenas variações na demanda, especialmente porque o consumo de eletricidade pelos setores comercial e industrial exibe menor flutuação. Os sistemas de geração de energia elétrica são projetados  para atender a essa demanda, utilizando tecnologias, como a nuclear ou o carvão, que demoram muito tempo para aumentar ou diminuir a quantidade de energia produzida.

Contudo, também são observadas fortes flutuações no consumo de eletricidade diário. Em geral, o consumo doméstico apresenta um pico durante a noite, quando as pessoas voltam do trabalho para suas casas. É quando se consome eletricidade ao cozinhar, ligar as luzes ou a televisão. Menores picos de consumo também podem ocorrer nas manhãs, quando as pessoas se preparam para o trabalho. 

A fim de atender a essas rápidas e breves flutuações, os sistemas elétricos utilizam tecnologias de resposta mais rápida, como geradores de energia que usam gás natural. É justamente na questão de ajustar a oferta à demanda de eletricidade que reside a limitação das energias renováveis. 

As energias solar e eólica possuem duas características principais, ressalta o pesquisador. Em primeiro lugar, elas tem baixa densidade de potência. Isso significa que para gerar grandes volumes de energia, é preciso ocupar vastas áreas geográficas. Em segundo lugar, elas são fontes intermitentes. A quantidade de energia que geram é ditada pelas condições meteorológicas, sendo insensível à demanda. Depende da maior ou menor isolação de luz do sol ou da quantidade de vento.

Dessa forma, por si só as energias solar e eólica não atendem ao requisito de ajustar a oferta à demanda de eletricidade. Elas devem ser necessariamente complementadas por alguma outra forma de garantir a oferta contínua de energia no sistema, seja através de uma estrutura de armazenamento de energia, seja por meio de geração convencional, como por meio de turbinas à gás.

Não existem formas de armazenamento em escala suficiente para atender a oferta de eletricidade. A única exceção, de acordo com o pesquisador, seriam as hidrelétricas de bombeamento, mas que exigiriam largas áreas de reservatório. Portanto, na prática, a participação da energia solar e do vento no sistema elétrico deve ser combinada com fontes tradicionais flexíveis, especialmente turbinas a gás, para lidar com a flutuação na geração de energia causada em condições desfavoráveis de insolação solar ou de ventos.

Dessa forma, o pesquisador argumenta que a implantação de fontes renováveis de energia pode não diminuir as emissões de gases de efeito estufa. É o caso, por exemplo, de situações em que plantas eólicas ou de energia solar substituem plantas térmicas à gás mais velhas e ineficientes. A redução das emissões pela suspensão da antiga térmica serão parciais, uma vez que outras térmicas à gás terão que complementar a geração de eletricidade pelas usinas renováveis.

Outro exemplo seria a substituição de usinas nucleares por usinas eólicas ou solares. Nesse caso, uma vez que as usinas nucleares não utilizam combustíveis fósseis e possuem baixas emissões, a sua substituição por usinas eólicas ou solares levaria ao crescimento das emissões. Isso porque as renováveis implicariam a instalação de térmicas complementares à gás, emissoras de gases de efeito estufa.

Nesse sentido, a preferência do pesquisador se manifesta pela energia nuclear como substituto ao uso de térmicas à carvão. Mas essa alternativa não pode ser realizada nos Estados Unidos, onde a recente diminuição da quantidade de gases de efeito estufa emitidos em parte se atribui ao uso do gás natural em substituição ao carvão. Uma fonte de energia que seja capaz de reduzir significativamente as emissões precisa atender a demanda de base do sistema elétrica, o que as fontes renováveis, por si só, não fazem.

Fonte: OUPblog
Imagem: Freeimages

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