Do ponto de vista do uso sustentável e continuado dos recursos energéticos, classificamos as fontes de energia em duas categorias: energia renovável e energia não renovável. Energia renovável é a energia derivada de fontes que são continuamente reabastecidas durante a vida de um ser humano e, portanto, são sustentáveis. A maioria das fontes de energia renovável também é limpa, pois não requer combustão, o que libera poluentes e gases de efeito estufa no meio ambiente. A energia não renovável vem de fontes que são finitas no fornecimento em uma escala de tempo humana, portanto não sustentável.

Cerca de 90% do consumo global de energia é fornecido por fontes não renováveis. Isso é extremamente problemático, porque os recursos não renováveis serão esgotados em breve e a maioria dessas fontes também é composta de grandes emissores de gases de efeito estufa. Por outro lado, fontes de energia renováveis (incluindo biomassa, biocombustíveis, energia hidrelétrica, geotérmica, solar e eólica) representaram apenas 11% do consumo global de energia em 2010 e espera-se que respondam por apenas 15% até 2040 (fonte U.S. Energy Information Administration, International Energy Outlook 2013). Entre essas fontes, a solar, a eólica, a geotérmica e a hidrelétrica são as mais limpas, pois não necessitam de combustão, e por isso não têm emissões diretas de gases de efeito estufa ou de poluentes atmosféricos, em comparação com a queima de biomassa e biocombustíveis, que emite gases de efeito estufa e partículas que poluem o ar e causam mudanças climáticas.

A energia nuclear, como os combustíveis fósseis, é uma fonte não renovável, porque existe uma quantidade finita de urânio disponível na crosta terrestre. No entanto, a geração de energia nuclear não emite gases de efeito estufa ou outros poluentes atmosféricos. Vamos analisar com mais profundidade as fontes de energia não renováveis e renováveis.

Fontes de Energia não Renováveis

Análise detalhada

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Leia mais sobre combustíveis fósseis.

Os combustíveis fósseis compreendem as principais fontes de energia do mundo, que deverão continuar a representar cerca de 80% do consumo mundial de energia até 2040 (fonte: (US EIA International Energy Outlook 2013). Embora a formação de combustíveis fósseis seja um processo contínuo na Terra, a formação de novas reservas de combustíveis desta natureza leva centenas de milhões de anos. A intensidade com que os combustíveis fósseis estão sendo extraídos excede em muito aquela pela qual são produzidos; por esta razão são classificados como não renováveis.

Figura 9: A Usina Nuclear de Susquehanna está localizada na Pensilvânia, EUA, e gera 63 milhões de quilowatts-hora de eletricidade por dia. Observe as duas grandes torres de resfriamento emitindo vapor. 1

A energia nuclear é aquela que é produzida a partir de reações que mudam o núcleo de um átomo. A fissão nuclear é uma reação atômica na qual o núcleo de um átomo é dividido em dois núcleos menores e a energia é liberada. A fusão nuclear é uma reação atômica onde dois núcleos menores se fundem para formar um maior, e a energia é liberada também nesta reação. A energia é liberada normalmente na forma de radiação de alta energia, como raios gama e raios X, que podem ser altamente perigosos para os organismos vivos quando a exposição é intensa.

A energia nuclear representa cerca de 8% da energia total do mundo. A energia nuclear é benéfica porque há uma enorme quantidade de energia produzida a partir de uma pequena quantidade de urânio 235 na reação inicial. Embora a energia nuclear seja valiosa devido ao seu alto rendimento, eficiência e falta de emissão de gases de efeito estufa, a tecnologia necessária para produzir energia nuclear segura é complexa e controversa (Figura 9).

Análise Detalhada

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Aprenda como a energia nuclear é gerada a partir do urânio.

As desvantagens da produção de energia nuclear incluem o resíduo de bário e criptônio produzido pela reação (produtos de fissão), que é altamente tóxico para o meio ambiente, uma vez que continua a emitir radiação. Naturalmente, muitas coisas emitem radiação, inclusive rochas, solo, comida, água e ar. Entretanto, nem todos os tipos de radiação a que estamos expostos são prejudiciais.

A radiação pode ser classificada pelo Espectro Eletromagnético (Figura 10), que define diferentes tipos de radiação de acordo com seu comprimento de onda ou energia. Comprimento de onda é definido como a distância entre cristas sucessivas de uma onda. Quanto maior o comprimento de onda, menor a energia contida na radiação. Assim, as ondas de rádio transmitem muito pouca energia, enquanto os raios gama são poderosamente energéticos.

Análise Detalhada

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Leia mais sobre ondas eletromagnéticas na Khan Academy.

A radiação visível (ou luz visível, a radiação solar com comprimentos de onda entre 400 e 800 nm no espectro eletromagnético) é a radiação solar absorvida pelas plantas para estimular a fotossíntese. Essa radiação geralmente não é prejudicial a nenhuma forma de vida, incluindo seres humanos. Ao contrário, os raios gama e raios X, que são os mais energéticos, podem ser extremamente prejudiciais à saúde dos seres humanos, plantas e animais. Este tipo de radiação é prejudicial porque destrói a integridade das moléculas de DNA nas células vivas. Da mesma forma, a exposição excessiva à radiação ultravioleta do Sol pode causar queimaduras solares e câncer de pele.

electromagnetic spectrum
Figura 10: O Espectro Eletromagnético. As ondas no espectro eletromagnético variam em tamanho, desde ondas de rádio muito longas, do tamanho de edifícios, até raios gama muito curtos, menores que o tamanho do núcleo de um átomo. 2

Pessoas Inspiradoras

Amory Lovins

Amory Bloch Lovins é físico, cientista ambiental e cofundador do Instituto Rocky Mountain, uma organização sem fins lucrativos dedicada à eficiência energética e transição para energia renovável. Em 2007, ele recebeu o Prêmio Planeta Azul por seus esforços extraordinários na resolução de problemas ambientais globais. 3

Como os resíduos radioativos contêm raios gama e raios X, isso representa um problema para as civilizações presentes e futuras. Atualmente, a maior parte do lixo nuclear é descartada em grandes cubas de contenção de cimento nas instalações onde ele é gerado. Continuar armazenando esses resíduos acima do solo oferece riscos de segurança, como danos causados por terremotos, tempestades ou vandalismo. Também exige que as sociedades futuras mantenham essas instalações de armazenamento. A falha humana também é uma preocupação quando se trata de gerenciamento de resíduos de matéria nuclear. Uma opção alternativa para o descarte é a reutilização desses resíduos como combustível. Atualmente, a utilização benéfica de resíduos nucleares está sendo praticada com o uso de reatores regeneradores em nações como a França, o Reino Unido e a Alemanha. No entanto, reatores regeneradores também facilitam a produção de armas nucleares, portanto também aumentam o risco de proliferação nuclear.

Olhando adiante

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Na seção Energia e Ética você poderá explorar a questão moral da disponibilidade de energia para os pobres e para as futuras gerações.

Outra desvantagem das fontes de energia não renováveis é que elas causam graves problemas ambientais, incluindo mudanças climáticas e poluição do ar, que representam uma ameaça para os seres humanos, plantas, micro-organismos e animais. Além disso, prevê-se que as fontes de energia não renováveis serão esgotadas em um futuro próximo (ver Tabela 1). Portanto, para a proteção do meio ambiente e para garantir a segurança energética e a saúde das sociedades humanas, devemos nos afastar de nossa dependência de fontes de energia não renováveis e aumentar o uso de fontes de energia renováveis.

Tabela 1: Comparações de abundância entre fontes de energia.

Energia Renovável

O fornecimento de fontes de energia renováveis em todo o mundo excede em muito a demanda global de energia em várias ordens de grandeza. Por exemplo, acredita-se que em 2030 o mundo precisará de 16,9 terawatts de energia, e somente a energia eólica pode fornecer de 40 a 85 terawatts. No entanto, hoje em dia geramos apenas 0,02 terawatts de energia eólica em todo o mundo, apenas um pequeno percentual do que está disponível (ver Tabela 1).

Nas últimas décadas, as formas renováveis de energia (especialmente solar e eólica) tornaram-se mais amplamente utilizadas em resposta à necessidade de encontrar fontes de energia que possam se reabastecer sem produzir subprodutos prejudiciais que alteram o clima.

Energia Solar

Olhando adiante

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Você descobrirá na seção Energia e Ação que muitas pessoas ao redor do mundo estão trabalhando em soluções de energia por meio de projetos de energia solar.

Captar energia do Sol é um dos métodos mais simples de fornecer energia na nossa Terra. Na verdade, a cada dia a Terra recebe energia suficiente do Sol para alimentar as demandas atuais de energia do planeta por um quarto de século. A energia solar pode ser captada “ativamente” ou “passivamente.”

A energia solar ativa usa tecnologia especial para captar a energia dos raios do Sol (muito parecida com o aparato fotossintético de uma planta) e convertê-la em eletricidade. Os dois principais tipos de equipamentos usados neste processo são células fotovoltaicas e espelhos. As células fotovoltaicas (também chamadas de células FV ou painéis solares) absorvem a luz solar e a convertem diretamente em eletricidade através do Efeito Fotoelétrico e do Efeito Fotovoltaico (Figura 11).

solar power station in Spain
Figura 11: A Estação de Energia Solar Andasol da Andaluzia, Espanha, é a primeira central solar térmica parabólica comercial (por espelho de metal curvo) na Europa. O calor coletado pelos espelhos côncavos aciona uma turbina que gera eletricidade. Parte do calor produzido durante o dia é armazenado em sal fundido (proporção 3: 2 de nitrato de sódio: nitrato de potássio), que é usado para produzir eletricidade durante a noite e durante dias nublados. 4

Análise Detalhada

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Saiba mais sobre como os painéis solares captam a luz do Sol e a convertem em eletricidade.

Os espelhos podem ser usados para concentrar grandes quantidades de luz solar em um único ponto. Bastante luz focada em um único ponto pode criar uma grande quantidade de energia térmica. Por exemplo, grandes espelhos em forma de prato podem coletar luz solar e focá-la em uma chaleira para cozinhar, ou em uma banheira para aquecer a água. Assim, as tecnologias ativas de energia solar geram eletricidade diretamente da luz solar, que pode ser usada para alimentar dispositivos eletrônicos. Veja, por exemplo, o banco alimentado a energia solar ou tente fazer sua própria mochila alimentada por energia solar.

Figura 12: Modelo simples de aquecedores solares térmicos de telhado que são usados na grande maioria das residências em Israel. A água do sistema doméstico passa por espirais no painel coletor solar, que aquece a água. A água aquecida é armazenada no tanque para ser distribuída de volta ao sistema doméstico. 5

Em comparação com a energia solar ativa, a energia solar passiva não requer nenhum equipamento de conversão. Em vez disso, a energia solar passiva maximiza o uso da radiação solar para aquecimento e iluminação de um edifício através do design inteligente da estrutura. Por exemplo, uma casa pode ser construída de modo que suas janelas estejam voltadas para o Sol nascente e poente; isso permite a entrada de mais luz e calor e reduz a necessidade de iluminação elétrica e aquecimento. Outro exemplo de tecnologia solar passiva é um aquecedor solar de água no telhado, onde a luz solar é absorvida por um grande tanque de cor escura com água, que reduz a necessidade de eletricidade ou gás para aquecer a água para uso doméstico ou comercial (Figura 12).

Atualmente, os cientistas e engenheiros enfrentam alguns desafios associados à energia solar. A intensidade da radiação solar recebida varia nas diferentes partes do mundo com base na localização geográfica, época do ano e hora do dia. Uma fonte de energia reserva pode ser necessária durante a noite em alguns locais, mas isso pode ser resolvido com o carregamento de um sistema de bateria durante o dia para armazenar energia para uso noturno. Os cientistas estão desenvolvendo baterias aperfeiçoadas para a rede elétrica.

Mudar o sistema de uma única casa movida a combustível fóssil para energia solar pode evitar que mais de 3,5 toneladas de emissões de CO2 por ano sejam lançadas na atmosfera. Além disso, no nível atual de consumo global de energia – 18.000 terawatts/hora por ano – precisaríamos cobrir apenas 3/1000 das regiões desérticas da Terra com painéis solares, cerca de 90.000 quilômetros quadrados, para atender à demanda mundial total (ver Figura 13).

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Figura 13: A maior fazenda térmica solar do mundo. O projeto conta com uma tecnologia conhecida como energia solar térmica. 350.000 espelhos refletem a luz em caldeiras. Quando a água ferve, o vapor move uma turbina, criando eletricidade. O projeto fornece energia limpa e renovável para 140.000 residências e é apoiado por uma garantia de empréstimo do Departamento de Energia dos EUA. 6

Energia eólica

Figura 14: Um parque eólico nos EUA gera eletricidade a partir de turbinas eólicas de 125 metros de altura. 7

A energia eólica, derivada do movimento do ar, é na verdade uma forma indireta de energia solar. Devido ao formato esférico da Terra, a radiação solar aquece diferentes regiões da atmosfera em diferentes intensidades; raios solares mais concentrados atingem o Equador, enquanto a radiação solar menos intensa atinge os polos. O ar tende a fluir das regiões mais quentes para as regiões mais frias através do processo de convecção, causando ventos nas áreas de transição. Os padrões de vento são então definidos pela variação na temperatura do ar juntamente com a rotação da Terra (este processo é descrito mais detalhadamente na discussão das Células Hadley do Capítulo Água). As turbinas eólicas podem ser usadas para captar esta energia eólica.

Olhando adiante

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Você aprenderá na seção Energia e Ação adiante que as pessoas estão desenvolvendo maneiras de proteger as populações de aves da destruição por turbinas eólicas.

Semelhante a um moinho de vento, a turbina eólica é geralmente uma grande roda com um conjunto de três lâminas finas montadas no topo de uma grande torre (cerca de 39 a 105 metros de altura). As turbinas eólicas produzem eletricidade quando o vento que passa pela turbina faz com que as pás girem e, em seguida, acionem a engrenagem conectada à lâmina (Figura 14). Esta engrenagem está ligada a uma bobina de metal que gira dentro de um imã. Semelhante a um gerador em uma usina nuclear ou movida a carvão, as leis da física convertem esse movimento mecânico em movimento de elétrons em um cabo, produzindo eletricidade.

Grupos desses aerogeradores são chamados de “fazendas eólicas” e estão normalmente localizados perto de zonas agrícolas, em desfiladeiros e até mesmo no oceano. Os parques eólicos podem ser criados onde houver uma paisagem plana, extensa e ininterrupta, onde o vento possa ganhar velocidade e permanecer laminar (não turbulento).

Análise Detalhada

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Leia mais sobre degradação radioativa.

Tal como acontece com a energia solar, existem algumas desvantagens menores na tecnologia dos sistemas de produção de energia eólica no seu atual estágio de desenvolvimento. Por exemplo, a velocidade do vento pode variar com base na hora do dia, nas condições meteorológicas e na localização geográfica. Bons recursos eólicos geralmente não estão localizados perto da região central onde vive uma população, exigindo que uma rede de transmissão de eletricidade seja desenvolvida. Neste caso, uma rede inteligente conectada a turbinas eólicas transfere a eletricidade para os centros populacionais. Para explorar ainda mais alguns dos desafios práticos de fornecer energia eólica para comunidades, leia sobre a comunidade das ilhas de El Hierro, apresentada no estudo de caso deste capítulo.

Tal como acontece com a energia solar, a captura e conversão da energia eólica em eletricidade não produz emissões de carbono. No entanto, os parques eólicos precisam ser localizados com cuidado para evitar impactos potenciais às populações de pássaros ou morcegos.

A captura e conversão da energia eólica em eletricidade tem o potencial de evitar a liberação de cerca de 1.500 toneladas de dióxido de carbono por ano na atmosfera (equivalente às emissões liberadas por cerca de 6,5 milhões de carros por dia). Os parques eólicos também usam menos água do que as usinas convencionais, produzem uma quantidade substancial de energia quando otimizados e geram empregos e renda.

Energia geotérmica

Figura 15: A erupção do gêiser Castle no Parque Nacional de Yellowstone, nos EUA, é um exemplo do calor do núcleo da Terra que escapa por uma abertura na superfície. 8

A energia geotérmica origina-se da degradação radioativa natural de elementos sob pressões extremamente altas, localizadas no interior da Terra. Como resultado desse processo, o calor do núcleo interior da Terra sobe para a superfície através de rachaduras e fissuras. A energia geotérmica é poderosa o suficiente para derreter rochas subterrâneas no magma e fazer com que a lava flua dos vulcões. Também cria a água quente que jorra de um gêiser ou de fontes hidrotermais (Figura 15).

O calor geotérmico subterrâneo pode ser acessado se a fonte de calor estiver perto o suficiente da superfície. Uma maneira específica de acessar a energia geotérmica é com as “bombas de calor geotérmicas”, também conhecidas como bombas de calor subterrâneas (GSHP – Ground Source Heat Pump). Nesses sistemas, tubos cheios de água circulam entre uma fonte de calor subterrânea profunda e um reservatório acima do solo para uso no aquecimento de edifícios e casas. Áreas em climas mais frios, como a Islândia, aquecem a maioria de suas casas usando sistemas GSHP. Em alguns locais, a água é bombeada para o subsolo através de tubulações colocadas perto de fontes de calor geotérmicas. Neste caso, a água nos tubos é transformada em vapor, que pode então ser convertido em energia elétrica através do uso de motores térmicos.

O aquecimento geotérmico oferece muitos benefícios. Em comparação com os elementos de aquecimento elétrico típicos, as GSHPs podem reduzir as emissões de carbono em até 70%. No entanto, uma desvantagem do aquecimento geotérmico é que existem apenas alguns locais no mundo onde podemos acessar locais ativos para a produção de calor geotérmico, e esses locais podem mudar ao longo do tempo.

Em zonas temperadas do mundo onde há quatro estações distintas por ano, com verões quentes o suficiente para exigir o resfriamento de construções e invernos que exigem aquecimento, sistemas geotérmicos de ciclo fechado simples podem fornecer resfriamento e aquecimento vindo da Terra. Ao contrário dos sistemas GSHP, esses sistemas geotérmicos simples não utilizam o calor da degradação radioativa dos elementos. Em vez disso, eles utilizam a temperatura constante da Terra variando entre 4,5 e 10oC (40-50oF) o ano todo a uma profundidade relativamente rasa de 15 a 150m (50 a 500 pés) abaixo da superfície. Circuitos de tubos são colocados vertical ou horizontalmente no subsolo e água misturada com anticongelante é bombeada através do sistema para fornecer calor para as construções no inverno, ou dissipar o calor no verão. Este é um mecanismo de baixo custo de energia para fornecer todo ou quase todo o aquecimento e resfriamento necessários para as construções nesses climas.

Tecnologia de energia hidroelétrica

Figura 16: O interior de uma usina hidrelétrica. 9

A energia hidrelétrica é produzida pela captura da energia da água que flui nos riachos e rios causada pela gravidade (isto é, que flui em descida). Esta é uma das formas mais antigas e amplamente utilizadas de energia renovável. Atualmente fornece quase um quinto da eletricidade mundial. A maioria das usinas hidrelétricas está localizada em grandes represas construídas pelo homem, que controlam e bloqueiam o fluxo de um rio para criar um lago artificial, ou reservatório. Uma quantidade controlada de água do reservatório flui através dos túneis na represa pela gravidade. À medida que a água flui pelos túneis, ela move enormes turbinas e gera eletricidade (Figura 16). Embora a energia hidrelétrica seja bastante acessível e não produza gases de efeito estufa ou poluição do ar, sua construção pode ser prejudicial ao fluxo de água, à vida nos rios, ecossistemas e vida selvagem terrestre da região. Além disso, em alguns casos, o metano (um gás de efeito estufa muito poderoso) também é liberado pela água represada, a partir da decomposição da matéria orgânica abaixo da água.

A hidrelétrica a fio d’água não depende de barragens e, portanto, cria um impacto ambiental muito menor, embora também gere menos eletricidade, já que o potencial de energia é menor.

Energia de biomassa

Biomassa refere-se a materiais orgânicos derivados de organismos vivos ou decaídos recentemente que contêm energia química originalmente recebida do Sol. Energia obtida a partir de recursos de biomassa é referida como energia de biomassa. As fontes de energia de biomassa incluem: matéria vegetal, madeira, turfa e resíduos animais, como o esterco. No mundo em desenvolvimento, muitas pessoas usam madeira e esterco animal como principal fonte de energia para cozinhar, aquecer e iluminar (o uso de biomassa é responsável por 35-90% das fontes de energia nessas nações). A queima dessa biomassa também cria enormes impactos na saúde dessas populações, principalmente em mulheres e crianças.

Nos países industrializados, novas fontes de energia de biomassa estão sendo criadas. Dependendo de como a biomassa é usada, essas inovações são chamadas de biocombustíveis ou bioenergia. Os biocombustíveis são usados especificamente para abastecer veículos. A bioenergia é usada para gerar calor e eletricidade.

A bioenergia, ou energia de biomassa, aproveita principalmente material vegetal não utilizado de culturas (por exemplo, pés de milho), resíduos de madeira não utilizados por madeireiras e resíduos sólidos produzidos pelo gado, que é queimado e gera eletricidade. Novas pesquisas levaram à descoberta de culturas de bioenergia, onde gramíneas de rápido crescimento, como bambu, festuca e panicum virgatum, bem como árvores como salgueiros e choupo, são cultivadas para gerar biomassa utilizada na produção de bioenergia e biocombustível.

Essas fontes de energia podem substituir os combustíveis fósseis em usinas a carvão. Em situações em que 100% de substituição por biomassa não é possível, pode-se usar co-combustão, permitindo que a biomassa substitua parte do carvão (mas não todo). Outra vantagem da bioenergia é o fato de utilizar biomassa que atualmente é vista como resíduo. Além disso, a bioenergia reduz a quantidade de dióxido de enxofre emitido para a Atmosfera (como ocorre com o carvão) e reduz as emissões de carbono usando sumidouros de carbono ativos em oposição aos sumidouros de carbono armazenados. No entanto, a extração de matéria vegetal com o único propósito de gerar energia esgota o solo e pode afetar ecossistemas naturais e/ou terras cultiváveis. Além disso, esse tipo de energia pode não ser sustentável se coletarmos a biomassa mais rapidamente do que ela pode ser reabastecida.

Outra maneira de usar a biomassa “residual” é produzir biogás, que é o produto gasoso da digestão anaeróbica da matéria orgânica (Figura 17). O biogás é primariamente metano (CH4), que pode ser usado para cozinhar, aquecer e gerar eletricidade.

biodigester
Figura 17: Diferentes tipos de biodigestores usam resíduos vegetais e animais para alimentar bactérias metano-gênicas. As bactérias decompõem os resíduos que produzem metano (gás natural), que pode ser usado como combustível, e uma lama que é rica em nutrientes e pode ser usada como fertilizante. Em cima, a Estação de Tratamento de Resíduos de Lübeck, na Alemanha, usa digestão anaeróbica e compressão de ar para realizar o tratamento biológico mecânico. Usinas de escala industrial como essa processam resíduos domésticos e comerciais. Na parte inferior, um esquema simples de biodigestor caseiro usado na agricultura. 10

Biocombustíveis

Olhando para trás

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Para rever os custos ambientais do desmatamento leia o Capítulo 2.

O óleo vegetal extraído de palma, canola, soja e algas pode ser misturado com metanol e lixívia para produzir biodiesel – um combustível derivado de plantas que pode ser usado em motores normais de petróleo e diesel. Da mesma forma, amidos de milho e açúcares podem ser fermentados para produzir etanol líquido, também usado para abastecer automóveis. No entanto, o cultivo de milho com o objetivo principal de desenvolver etanol elevou o preço do milho, afetando a capacidade das nações menos desenvolvidas de comprar alimentos. Também causou a destruição de preciosas terras agrícolas que poderiam ter sido usadas para cultivar alimentos. Por exemplo, nas Filipinas, a crescente demanda por biodiesel levou ao desmatamento de florestas tropicais úmidas, a fim de cultivar enormes monoculturas de palma para retirar seu óleo.

Loyala University Chicago biodiesel reactor
Figura 18: Reator de Biodiesel da Universidade Loyola de Chicago. Usando este equipamento, os estudantes produzem biodiesel a partir do óleo vegetal usado para fritar alimentos nos refeitórios do campus. O biodiesel é usado para abastecer os ônibus que transportam os estudantes entre dois campi em Chicago. Ao contrário do cultivo de soja e palma para uso na produção de biodiesel, a conversão de óleo usado em biodiesel é eficiente e sustentável. 11

A produção de biodiesel e etanol também exige quantidades substanciais de energia, água, fertilizantes e pesticidas, tornando os insumos mais caros do que os benefícios resultantes do produto. Por essas razões, os especialistas acreditam que o biodiesel e o etanol não constituem opções de combustível sustentável. Uma exceção é a produção de biodiesel a partir de óleo vegetal usado (por exemplo, resíduos de óleo de cozinha). Isso converte um produto residual em um combustível não baseado em petróleo e não depende da conversão de terra para as culturas produtoras de óleo (Figura 18).

Eficiência Energética e Transição Energética

German energy transition chart
Figura 1912

Embora as tecnologias de energia renovável sejam críticas para reduzir as emissões de gases de efeito estufa, reduzindo a demanda por importações de energia e diminuindo os custos de energia em uma casa e em toda a economia, a melhoria da “eficiência energética” também dá uma contribuição importante para essas reduções. Eficiência energética significa simplesmente usar menos energia para realizar a mesma tarefa; ou seja, eliminando o desperdício de energia. A eficiência energética é a forma mais barata e, muitas vezes, mais imediata de reduzir o uso de combustíveis fósseis. Enquanto a eficiência energética é uma questão de mudar o uso de energia em uma tecnologia de energia individual ou fonte de combustível, a ‘transição energética’ é uma questão de mudança estrutural de longo prazo de sistemas de energia inteiros. Essas mudanças ocorreram no passado, como na transição de um sistema pré-industrial baseado na biomassa tradicional e outras fontes de energia renováveis ​​(vento, água e energia muscular) para um sistema industrial caracterizado pela mecanização generalizada (energia a vapor) e a uso de carvão. Hoje, o desafio global é fazer a transição de sistemas de energia não renováveis ​​para sistemas de energia renováveis ​​sustentáveis.

Um exemplo de transição para a energia sustentável é a mudança da Alemanha para a energia renovável descentralizada. Embora a mudança imediata tenha se concentrado na substituição da energia nuclear, o próximo passo é a abolição do uso do carvão. A meta geral para a Alemanha é um sistema de energia completo baseado em 60% de energia renovável até 2050 (Figura 19).

O estado atual do declínio da saúde do planeta e o conhecimento que adquirimos com o uso de combustíveis fósseis revelou que o impacto negativo da extração e combustão de combustíveis fósseis no meio ambiente supera enormemente seu valor em conveniência e receita. As formas alternativas de energia limpa e renovável oferecem uma nova abordagem para abastecer o planeta, mas é crucial continuarmos a conservar a energia de forma consciente e reduzir o consumo, enquanto avançamos nas novas tecnologias de energia renovável.

Questões a considerar

Retorne ao gráfico de Fontes de Energia no início desta seção de Ciências.

  • Quantas das fontes de energia listadas você realmente viu, sentiu, cheirou ou tocou?
  • Quais dessas fontes fornecem a maior parte da energia que você usa todos os dias?
  • Você ou alguém que você conhece já foi prejudicado por alguma das fontes de energia listadas? Explique.