Fontes Renováveis

” A grande esperança de uma transição rápida e contínua para as fontes renováveis trata-se de uma ilusão”

Vaclav Smil

As fontes renováveis de energia constituem o grupo de fontes primárias de energia que a natureza renova de forma regular e duradoura. Isto significa que, mantidas as condições ambientais, elas não se esgotarão no futuro. Em função disso, elas respeitam o meio ambiente, mas também produzem impactos porque toda atividade humana afeta o meio ambiente.

Fontes Renováveis

Atualmente, as fontes renováveis são:

• • Hidrelétricas;
    • Grandes centrais hidrelétricas;
    • Pequenas centrais hidrelétricas;
  • Eólica;
  • Solar;
    • Fotovoltaica;
    • Termosolar;
  • Biomassa;
    • Sólida;
    • Gasosa;
    • Líquida;
  • Geotérmicas;
  • Marés;
  • Correntes;
  • Ondas.

As fontes renováveis podem ser classificadas como:

• • Alternativas;
  • Convencionais.

Denominam-se Fontes Alternativas as fontes de energia ainda não utilizadas comercialmente em larga escala. Aspectos econômicos e/ou tecnológicos determinam o grau de utilização comercial das fontes de energia.

As fontes renováveis geraram 27% da eletricidade no mundo em 2019, dos quais as hidrelétricas forneceram 16% enquanto as outras 11%. Deve-se registrar um aumento da participação percentual das demais fontes renováveis, que resulta em diminuição da participação das hidrelétricas.

Por isso, classifica-se a energia hidrelétrica como fonte renovável convencional¹porque sua utilização ocorre em larga escala.  Por outro lado, considera-se as Pequenas Centrais Hidrelétricas como fontes alternativas porque não são competitivas comercialmente.

Em função dessa definição, a viabilidade de todas as fontes alternativas no mundo depende de algum tipo de subsídio. Adicionalmente, nem toda fonte alternativa é renovável. Por exemplo, considera-se a geração geotérmica como alternativa, mas ela não pode ser considerada renovável porque o núcleo da terra não voltará a se aquecer naturalmente.

Maiores Produtores de Eletricidade Renovável

A Figura 1 apresenta os dez maiores geradores de eletricidade a partir de fontes renováveis no mundo. China, USA, e Brasil dominam o cenário, e todos os BRICs se encontram na lista. Portanto, o Brasil ocupa a terceira posição na lista dos maiores geradores de eletricidade renovável do planeta.

Contudo, essa classificação não considera o total de energia gerada por cada país.

Por isso, a Figura 1 também revela a participação de cada país na produção de energia renovável mundial e a participação das renováveis no consumo de eletricidade de cada país.

Observa-se que, quando comparado com o consumo interno, a Noruega (103%) e o Brasil (94%) se destacam como os países com a eletricidade mais limpa do mundo, mas o Brasil gera 4 vezes mais eletricidade a partir de fontes renováveis.

A interligação do sistema elétrico da Noruega com o restante da Europa explica o índice superior a 100% de geração renovável dividida pelo consumo interno. Essa aparente inconsistência ocorre devido à exportação de energia hidrelétrica da Noruega para a Europa. Por outro lado, a Noruega se beneficia da base térmica europeia para minimizar seu risco energético.

Portanto, o Brasil possui o maior sistema de geração renovável isolado do planeta. Isto é motivo de orgulho, mas traz consequências, tais como o risco de abastecimento em decorrência da volatilidade hidrológica causada pelo clima.

Figura 1. Maiores geradores de eletricidade renovável

Evolução da Eletricidade Renovável

A Figura 2 apresenta a evolução da eletricidade gerada pelas fontes renováveis não térmicas no mundo. Observa-se o domínio das hidrelétricas, o crescimento da geração eólica a partir de 2005 e da fotovoltaica a partir de 2010, enquanto as demais fontes renováveis ainda se encontram em estado embrionário. Desconsiderando as hidrelétricas², observamos que a eólica apresenta um crescimento exponencial seguida pela fotovoltaica.

Figura 2. Evolução da geração de eletricidade por fontes renováveis não térmicas. Fonte: IEA

A Figura 3 mostra a evolução da geração elétrica a partir de fontes renováveis térmicas. Observa-se que a geração dessas fontes é 50 vezes menor do que as anteriores.

Deve-se ressaltar que fontes renováveis térmicas emitem gases e partículas que produzem impactos ambientais. Contudo, elas são ambientalmente importantes para ajudar com a questão do lixo industrial e residencial e no aproveitamento de resíduos, tais como o bagaço da cana e casca de arroz.

Figura 3. Evolução da geração de eletricidade por fontes renováveis térmicas. Fonte: IEA

Energia Eólica

A Figura 4 aponta os maiores geradores de energia elétrica a partir da fonte eólica. A China e os EUA dominam a geração eólica com 51% do mercado mundial, e aumentaram a participação. Índia e Brasil subiram uma posição, assumindo o lugar anteriormente ocupado, respectivamente, por Espanha e Canadá. Observa-se o crescimento do Brasil neste grupo, que passou a ocupar a sétima posição.

Figura 4. Maiores geradores de eletricidade a partir da energia eólica.

A Figura 5 revela os países com a maior potência instalada de aerogeradores. A China e os EUA possuem a maior potência instalada e o Brasil subiu para a oitava posição. Contudo, Espanha, Alemanha, e o Reino Unido apresentam as maiores participações da energia eólica nas suas matrizes energéticas, que ultrapassaram a marca de 20%. Este dado demonstra que a geração eólica ainda se encontra distante de dominar a matriz energética dos países, mas já começa a impactar o sistema elétrico.

O Fator de Capacidade mede a utilização da potência instalada de determinado tipo de geração e, no caso da geração eólica, oscila entre 19% e 43% para os dez maiores produtores de eletricidade eólica. Deve-se ressaltar que o Brasil apresentou o maior fator de capacidade (43%) demonstrando a produtividade dos ventos no país.

Estes números, inferiores aos observados na geração hidrelétrica, resultam da existência de reservatórios nas hidrelétricas.

Figura 5. Geração Eólica – Potência Instalada

Energia Fotovoltaica

A Figura 6 comprova que a China e os EUA dominam a geração fotovoltaica com 47% do mercado mundial, e que o Brasil ainda não pertence a este grupo.

A Alemanha foi ultrapassada pelos EUA, Japão, e a Austrália surpreendeu com seu crescimento.

Itália e Alemanha apresentam a maior participação na matriz energética com 8% e 7% respectivamente, mas ainda pequenas diante dos combustíveis fósseis.

Curiosamente, a Espanha desapareceu dessa lista apesar de possuir elevados índices de insolação.

Figura 6. Maiores Geradores Fotovoltaicos

Continuando, a Figura 7 exibe a potência de geração fotovoltaica instalada, a participação na matriz energética de cada país, e o seu Fator de Capacidade.

A China possui disparadamente a maior potência instalada – 30%, mas a participação da geração fotovoltaica na sua matriz de 3% demonstra o potencial dessa fonte nesse país.

O Fator de Capacidade inferior a 15% representa uma das limitações desta fonte. Além de não existirem reservatórios de luz solar, este recurso se encontra disponível apenas durante algumas horas do dia, ao contrário da fonte eólica que funciona praticamente durante 24 horas.

Figura 7. Geração Fotovoltaica – Potência Instalada.

Energia Renovável no Brasil

Conforme visto anteriormente, a geração de energia elétrica no país possui a maior participação de fontes renováveis, e a Figura 8 ³ apresenta a evolução da geração renovável no Brasil. 

Observa-se que as hidrelétricas continuam dominando, mas começaram a perder participação a partir de 2011, quando as eólicas iniciaram seu crescimento.

Figura 8. Geração Renovável no Brasil

Cenários Futuros

A Figura 9 mostra a previsão do uso das diversas fontes primárias de energia na geração de energia elétrica no horizonte de 2050. Existem dois cenários previstos para este horizonte de tempo.

O primeiro, denominado de Políticas Declaradas considera a implementação das políticas atuais declaradas pelos países. Neste cenário, mais conservador, as mudanças no cenário energético são menores.

O segundo cenário, denominado de Políticas Prometidas considera as políticas futuras prometidas pelos governos.

Observa-se que, mesmo no cenário mais conservador, a modificação na matriz de geração de eletricidade sofrerá mudanças radicais.

A energia fotovoltaica, que hoje representa apenas 3% da geração total de energia elétrica, deverá saltar para 21% em 2050. Esse aumento a colocará como a fonte de energia mais importante na geração de eletricidade.

Figura 9. Cenários futuros

Em segundo lugar, o estudo da IEA coloca a energia eólica, praticamente empatada com o gás natural.

A hidroeletricidade, que atualmente ocupa o primeiro lugar entre as renováveis e o terceiro no cômpito geral, deverá cair para o quarto lugar.

A Biomassa deverá crescer, mas ocupará a sétima posição.

Finalmente, a geração Termosolar, Geotérmica e dos Oceanos crescerão pas a participação continuará insignificante.

Com relação às fontes tradicionais, observa-se o crescimento da energia nuclear e do gás natural, acompanhado da queda do carvão e do óleo.

A tecnologia de Captura, Utilização e Armazenamento de Carbono⁴, que se encontra em desenvolvimento para manter a viabilidade ambiental do carvão não estará disponível nesse horizonte.

Apesar de todos os esforços e desenvolvimentos tecnológicos, o carvão continuará ocupando posição importante na geração de eletricidade.

Referências

1. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, Data and Statistics, <https://www.iea.org/data-and-statistics/data-browser/?country=WORLD&fuel=Renewables%20and%20waste&indicator=WasteGenBySource>
2. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, Key World Energy Statistics, 2021.
3. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, World Energy Outlook, 2021.