Recursos energéticos são quaisquer recursos naturais que possam ser aproveitados para obter energia. Os Recursos energéticos estão divididos em dois grandes grupos: Os Combustíveis Não-renováveis, que, em geral, compreendem substâncias existentes na crosta terrestre que resultam da transformação, ao longo de milhões de anos, de matéria orgânica acumulada nos sedimentos (carvão, petróleo e gás natural), e os combustíveis renováveis, que compreendem a energia obtida através da radiação solar, do vento, de biomassa, de energia geotérmica, hidrelétrica, entre outros.
Há pouco mais de dois séculos, as principais formas de energia eram aquelas cuja disponibilidade na natureza era de fácil acesso. O vento e a água sempre foram utilizados para produzir energia mecânica em moinhos para grãos e a queima de madeira para a geração de calor. Com Revolução Industrial, a invenção da máquina a vapor e do tear mecânico para a produção têxtil, o carvão mineral passou a ser principal fonte de energia dominante no processo fabril. Foi o carvão, também, que colocou as locomotivas em movimento. A humanidade estava, pela primeira, substituindo as formas de energia renováveis por formas de energia mais eficientes, porém não renováveis e poluentes, de origem fóssil e com abundância de carbono.
Já no final do século XIX a energia hidrelétrica e o petróleo passaram a complementar a energia retirada do carvão. O petróleo em pouco tempo transformou-se na principal forma de energia utilizada no mundo, até os dias atuais. Foi nesta época que ocorreu a invenção dos motores de combustão interna, quando então a gasolina e outros derivados de petróleo revolucionaram o mundo, juntamente com a invenção da lâmpada elétrica.
O petróleo passou a ser essencial à economia mundial, fator gerador de conflitos entre países, mas também se tornou o principal agente de poluição atmosférica. Na segunda metade do século XX, em diversos países do mundo, a energia nuclear para produção de energia elétrica passou a ser utilizada em grande escala, principalmente na Europa e nos Estados Unidos. Hoje se fala muito das possibilidades novas que podem ser criadas pela utilização do hidrogênio, uma energia limpa que pode ser retirada da água, mas muita pesquisa ainda deverá ocorrer até que se torne uma opção comercialmente viável. O hidrogênio teria a capacidade de substituir os derivados de petróleo para os veículos automotivos. Hoje quase todas as indústrias automotivas têm protótipos de veículo movido a hidrogênio.
Matriz energética é uma representação quantitativa de todos os recursos energéticos disponíveis (em um determinado território, região, país ou continente) para serem utilizados nos diversos processos produtivos, por exemplo. Um conceito semelhante é o Total Primary Energy Supply (TPES) ou Oferta Total de Energia Primária (OTEP). A OTEP é igual à produção, mais as importações, menos exportações, menos depósitos internacionais e mais ou menos a variação de estoques de energia.
Analisando-se a matriz energética mundial do ano 2014, percebe-se claramente que o petróleo continua sendo a grande fonte de energia da humanidade, pois sozinho corresponde a quase 1/3 de toda a energia provida. Além disso, petróleo, gás natural e carvão mineral, todos combustíveis fósseis não-renováveis, correspondem juntos a 80% da matriz, razão pela qual o efeito estufa ainda deve ser grande preocupação para a humanidade e as gerações vindouras.
Analisando-se então a matriz energética brasileira, temos um perfil muito diferente do padrão mundial. Fontes renováveis como solar, eólica e geotérmica, por exemplo, juntas correspondem a apenas 1,40% da matriz energética mundial. Somando à participação da energia hidráulica, as renováveis totalizam 3,8% ao redor do mundo.
Entretanto, apesar do consumo de energia de fontes não renováveis ser maior do que o de renováveis, o Brasil usa muito mais fontes renováveis que no resto do mundo. Somando lenha e carvão vegetal, hidráulica, derivados de cana e outras renováveis, nossas renováveis totalizam 41,1%, quase metade da nossa matriz energética. Vejamos dados de 2016.
Analisando-se o gráfico acima é possível verificar que na matriz energética brasileira é preponderante a participação das fontes não renováveis de energia, mas a participação das fontes renováveis três vezes maior que a média mundial.
Balanço Energético Nacional: Na Administração Pública brasileira, o Ministério de Minas e Energia é a instituição responsável por formular os princípios básicos e definir as diretrizes da política energética nacional. Como subsídio, o MME promove, por meio de seus órgãos e empresas vinculadas, diversos estudos e análises orientadas para o planejamento do setor energético. Na sequência das mudanças institucionais ocorridas no setor energético ao longo dos últimos 15 anos, foi criada, em 2004, a Empresa de Pesquisa Energética – EPE vinculada ao MME.
A EPE é uma empresa pública, instituída nos termos da Lei n° 10.847, de 15 de março de 2004, e do Decreto n° 5.184, de 16 de agosto de 2004. Sua finalidade é prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinados a subsidiar o planejamento do setor energético, tais como energia elétrica, petróleo e gás natural e seus derivados, carvão mineral, fontes energéticas renováveis e eficiência energética, dentre outras. A Lei n° 10.847, em seu Art. 4º, inciso II, estabelece entre as competências da EPE a de elaborar e publicar o Balanço Energético Nacional – BEN.
O relatório consolidado do Balanço Energético Nacional – BEN documenta e divulga, anualmente, extensa pesquisa e a contabilidade relativas à oferta e consumo de energia no Brasil, contemplando as atividades de extração de recursos energéticos primários, sua conversão em formas secundárias, a importação e exportação, a distribuição e o uso final da energia.
Em adição, a EPE publica o Relatório Síntese no primeiro semestre posterior ao ano base, que apresenta um resumo dos dados acerca da contabilização da oferta, transformação e consumo final de produtos energéticos no Brasil.
O Relatório Síntese do Balanço Energético Nacional 2018 – Ano base 2017, apresenta as informações consolidadas sobre quanto e como se usou energia no Brasil em 2017. O relatório completo pode ser obtido no website:
Transcrevo algumas partes do referido documento para servir de base para algumas avaliações e conclusões sobre nossa realidade energética. Vamos a elas?
Oferta de Energia: em 2017, a oferta interna de energia (total de energia disponibilizada no país) atingiu 293,5Mtep (Milhões de toneladas equivalentes de petróleo), registrando um acréscimo de 1,8% em relação ao ano anterior. Parte deste aumento foi influenciada pelo comportamento das ofertas internas de gás natural e energia eólica, que subiram 6,7% e 26,5% no período, respectivamente. Contribuiu ainda para a expansão da oferta interna bruta a retomada da atividade econômica em 2017, ano em que o PIB nacional cresceu aproximadamente 1,0%, segundo o dado divulgado pelo IBGE.
No caso da energia elétrica, verificou-se também um avanço na oferta interna de 4,6TWh (0,7%) em relação a 2016. Devido às condições hidrológicas desfavoráveis, houve redução de 3,4% da energia hidráulica disponibilizada em relação ao ano anterior. Apesar da menor oferta hídrica, a participação de renováveis na matriz elétrica atingiu 80,2% em 2017, fato explicado pelo avanço da geração eólica. A geração eólica atingiu 42,4TWh - crescimento de 26,5%. A potência eólica atingiu 12.283 MW, expansão de 21,3%.
A Micro e Mini Geração Distribuída, incentivada por recentes ações regulatórias que viabilizaram a compensação da energia excedente produzida por sistemas de menor porte, atingiu 359,1GWh com uma potência instalada de 246,1 MW. Destaque para a fonte solar fotovoltaica, com 53,6GWh e 174,5 MW de geração e potência instalada respectivamente. Veja que os incentivos governamentais estão na direção das fontes renováveis, o que reputamos um acerto estratégico.
Consumo de energia: seguindo a tendência verificada na oferta, o consumo final, energético e não energético, avançou 1,7% em relação ao ano anterior, destaque para a expansão de 2,6% e 2,3% nos consumos dos setores industrial e de transporte, respectivamente.
Consumo energético Industrial: O segmento industrial, respondeu com um acréscimo de 2,2Mtep em valores absolutos, liderando o aumento da demanda energética no ano de 2017. Isto ocorreu principalmente em virtude do crescimento dos consumos de carvão mineral (8,4%) no setor siderúrgico, de bagaço de cana (5,7%) destinado à produção de açúcar, e lixívia (3,6%) para produção de papel e celulose.
Consumo energético com transportes: O segmento de transporte com uma expansão de 1,9Mtep registrou o segundo maior avanço da demanda energética. Isto ocorreu principalmente em virtude do aumento de 2,7% do consumo de óleo diesel, consequência da maior atividade do setor de transporte de carga. No mercado de veículos leves, foi registrado um crescimento de 0,5% na produção de gasolina automotiva, enquanto o consumo deste combustível expandiu 2,6%. Já a produção e consumo de etanol tiveram um comportamento inverso, com queda de 2,1% e 0,4% em relação ao ano anterior, respectivamente.
O consumo final de eletricidade no país em 2017 registrou uma progressão de 0,9%. Os setores que mais contribuíram para este aumento foram o comercial (1,5%) e o industrial (1,1%). O setor residencial também teve um aumento de 0,8% no consumo de energia elétrica em relação a 2016.
Energéticos
O quadro a seguir apresenta o comparativo do consumo energético brasileiro dividido entre as fontes renováveis e não renováveis, comparando-se os anos de 2016 e 2017. É possível verificar facilmente o grande crescimento das fontes eólica e solar fotovoltaica, mas que no balanço, acrescenta pouco na matriz. Ainda assim, devemos comemorar o resultado pois o crescimento é pujante e faz frente ao crescimento econômico e ao crescimento do consumo de eletricidade.
⦁ Fósseis: Petróleo, Gás Natural, Xisto, Carvão Mineral, turfa, combustíveis nucleares
Combustíveis fósseis são combustíveis formados por meio de processos naturais, como a decomposição de organismos mortos soterrados. Os combustíveis fósseis contêm alta quantidade de carbono, usados para alimentar a combustão. São usados como combustíveis, o carvão mineral, gás natural e o petróleo.
Os combustíveis fósseis são recursos não-renováveis, pois levam milhões de anos para se formarem, e as reservas desses combustíveis estão se esgotando, já que o consumo é maior que a produção. Deve se entender como esgotando as reservas com viabilidade econômica pois temos reservas de grandes quantidades em condições muito complicadas de extração, cujo custo é inviável, ainda que o combustível exista.
Tanto a produção quanto a utilização de combustíveis fósseis levantam preocupações ambientais e problemas com a saúde. A queima de combustíveis fósseis produz cerca de 21,3 bilhões de toneladas de dióxido de carbono anualmente, e metade dessa produção atinge a atmosfera, já que os processos naturais só conseguem absorver metade dessa quantidade.
O petróleo, o gás natural e o carvão são formados pela decomposição de organismos. A teoria biogênica do petróleo sugere que o petróleo extraído da crosta terrestre teria origem comum ao carvão mineral, já que o mesmo também é encontrado soterrado, tendo sido gerados em função do efeito de fossilização de animais e plantas, provocado pela ação de pressão e temperatura muito altas geradas há milhões de anos no processo de soterramento de material orgânico que por algum motivo não entrou na cadeia alimentar antes ou quando foi enterrado. Por outro lado, a teoria abiogênica (origem inorgânica do petróleo), defende que os hidrocarbonetos foram formados juntos com a Terra, no processo de acreção planetária.
Petróleo é um composto de hidrocarbonetos, oleoso, inflamável, com densidade inferior à da água coloração geralmente variando entre bege e preto, passando por verde azulado e marrom. Composto geralmente por hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e aromáticos, compostos de enxofre e íons metálicos, em especial compostos de níquel e vanádio.
O petróleo é um material abundante na natureza, mas sua exploração requem complexos processos de engenharia e grandes investimentos, principalmente quando explorado no mar. Desde a década de 1920 tem sido o principal provedor de energia para a humanidade e seus inventos, servindo também para a fabricação de muitos outros derivados, a saber: óleo diesel, gasolina, plásticos, borrachas, parafina, GLP, produtos asfálticos, nafta petroquímica, medicamentos, querosene, polímeros, solventes, óleos combustíveis, óleos lubrificantes e combustível para aviação.
Em 1859, Coronel Drake, o norte-americano Edwin Laurentine Drake, perfurou o primeiro poço de petróleo à profundidade de 21 metros onshore, na Pensilvânia/EUA. O evento de sucesso, pois o poço mostrou-se economicamente viável à época, marcou o início indústria petrolífera moderna.
Refinaria é o nome usual para referir-se às destilarias de petróleo que realizam o processo químico de limpeza e refino do óleo cru extraído dos poços e minas de óleo bruto, produzindo diversos derivados de petróleo, como lubrificantes, aguarrás, asfalto, coque, diesel, gasolina, GLP, nafta, querosene, querosene de aviação e outros.
O petróleo bruto (não processado) é composto de diversos hidrocarbonetos, com propriedades físico-químicas diferentes. Por isso, tem pouca utilidade prática ou uso. No processo de refino, os hidrocarbonetos são separados, por destilação, e as impurezas removidas.
São inúmeros os processos normalmente encontrados em uma refinaria, dos quais destaco os principais:
⦁ Dessalgação : processo de remoção de sais do óleo bruto;
⦁ Destilação atmosférica: processo em que o óleo bruto é separado em diversas frações sob pressão atmosférica;
⦁ Destilação à vácuo ou destilação a pressão reduzida: processo em que o resíduo da destilação atmosférica é separado em diversas frações sob pressão reduzida;
⦁ Hidrotratamento;
⦁ Reforma catalítica;
⦁ Craqueamento/cracking catalítico: processo em que moléculas grandes (de menor valor comercial) são "quebradas" em moléculas menores (de maior valor comercial) através de um catalisador;
⦁ Tratamento Merox;
⦁ Craqueamento/cracking retardado/térmico: processo em que moléculas grandes (de menor valor comercial) são "quebradas" em moléculas menores (de maior valor comercial) pela ação de temperaturas elevadas;
⦁ Alquilação/alcoilação.
Da refinaria, os produtos saem por oleodutos até as indústrias petroquímicas (que usam o GLP para fazer plásticos, por exemplo) ou rumo às distribuidoras de combustível. Estes produtos podem então ser utilizados em diversas aplicações. São seus principais produtos: Asfalto, óleo diesel, nafta, óleo combustível, gasolina, querosene e querosene de aviação, gás liquefeito de petróleo GLP, óleos lubrificantes, ceras de parafinas e coque.
Gás natural é uma substância composta por hidrocarbonetos que permanecem em estado gasoso nas condições atmosféricas normais. É essencialmente composta pelos hidrocarbonetos metano (CH4), com teores acima de 70%, seguida de etano (C2H6) e, em menores proporções, o propano (C3H8), usualmente com teores abaixo de 2%.
O gás natural pode ser classificado em duas categorias: associado e não associado. O gás associado é aquele que, no reservatório geológico, se encontra dissolvido no petróleo ou sob a forma de uma capa de gás. Neste caso, normalmente privilegia-se a produção inicial do óleo, utilizando-se o gás para manter a pressão do reservatório. O gás não-associado é aquele que está livre do óleo e da água no reservatório; sua concentração é predominante na camada rochosa, permitindo a produção basicamente de gás natural.
O gás natural produzido no Brasil é predominantemente de origem associada ao petróleo e se destina a diversos mercados de consumo, sendo os principais, a geração de energia termelétrica e os segmentos industriais. Além disso, uma vez produzido, o gás natural se distribui entre diversos setores de consumo, com fins energéticos e não-energéticos: utilizado como matéria-prima nas indústrias petroquímica (plásticos, tintas, fibras sintéticas e borracha) e de fertilizantes (ureia, amônia e seus derivados), veicular, comércio, serviços, domicílios etc.
O Gás Natural Veicular (GNV) é uma mistura combustível gasosa, proveniente do gás natural ou do biometano, destinada ao uso veicular e cujo componente principal é o metano. Os cilindros de armazenamento de GNV são dimensionados para suportar a alta pressão à qual o gás é submetido. Na revenda, a máxima pressão é limitada em 22,0MPa. A qualidade do GNV é a mesma conferida para o GN.
Do ponto de vista ambiental, social e econômico, o gás natural parece ser a melhor solução disponível atualmente para o transporte sustentável. O uso de GNV traz uma redução direta na emissão de gases de efeito estufa e emissões regulamentadas usando praticamente os mesmos tipos de veículos na estrada. A qualidade do GN comercializado em território nacional é estabelecida pela Resolução ANP nº 16/2008, da qual se destacam como principais itens de controle o poder calorífico superior (PCS), o índice de Wobbe, o número de metano e os pontos de orvalho de água (POA) e de hidrocarbonetos (POH).
Além dessas características, a composição do gás também é monitorada para os teores de metano e etano, mínimo e máximo respectivamente. Entre os contaminantes, é fundamental que se controle os inertes, no caso nitrogênio (N2) e gás carbônico (CO2) assim como o comburente oxigênio (O2). Há limites máximos para inertes (N2 + CO2), dióxido de carbono e oxigênio.
Xisto é o nome dado aos diversos tipos de rochas metamórficas laminadas. A argila sofre metamorfose sob aumento da pressão e da temperatura e se transforma em xisto argiloso. Passando o tempo, sob as mesmas condições, transforma-se em ardósia, que em seguida evolui para filito, posteriormente a xisto.
O xisto betuminoso é um combustível de grande potencial. Sob altas temperaturas e com processos complexos, produz-se o “petróleo” de xisto, cuja composição semelhante ao petróleo convencional potencializa a extração dos mesmos derivados do petróleo original.
Estados Unidos, Brasil, China e Argentina detém as maiores reservas de Xisto, sendo que a Petrobrás desenvolveu o Petrosix®, que é o processo de produção de óleo a partir do xisto.
O carvão mineral é uma rocha sedimentar combustível, de cor preta ou marrom, que ocorre em estratos chamados camadas de carvão. As formas mais duras, como o antracito, podem ser consideradas rochas metamórficas devido à posterior exposição à temperatura e pressão elevadas. É composto basicamente por carbono, enxofre, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Quanto maior o teor de carbono, mais puro se considera. Existem quatro tipos principais de carvão mineral: turfa, linhito, hulha e antracito (em ordem crescente do teor de carbono). É extraído do solo por mineração a céu aberto ou subterrânea.
Entre os diversos combustíveis produzidos e conservados pela natureza sob a forma fossilizada, acredita-se ser o carvão mineral o mais abundante. Com o coque e o alcatrão de hulha, seus subprodutos são vitais para muitas indústrias modernas.
O carvão fóssil, ou mineral, foi formado pelos restos soterrados de plantas tropicais e subtropicais, especialmente durante os períodos Carbonífero e Permiano. As alterações climáticas registradas no mundo explicam porque o carvão ocorre em todos os continentes, mesmo na Antártida. Segundo a visão tradicional, os depósitos carboníferos se formaram de restos de plantas acumuladas em pântanos, que se decompuseram, fazendo surgir as camadas de turfa. A elevação do nível das águas do mar ou o rebaixamento da terra provocaram o afundamento dessas camadas sob sedimentos marinhos, cujo peso comprimiu a turfa, transformando-a, sob elevadas temperaturas, em carvão. Apenas o carvão de cor marrom (linhitos) têm origem estritamente a partir de plantas.
Empregam-se, em geral, dois métodos para determinar a composição dos carvões: a "análise elementar", estabelece as porcentagens totais dos elementos presentes (carbono, hidrogênio, oxigênio, enxofre e nitrogênio); e a "análise aproximada" fornece uma estimativa empírica das quantidades de umidade, cinza e materiais voláteis, e de carbono fixo. Os carvões classificam-se ou ordenam-se de acordo com o seu conteúdo de carbono fixo, cuja proporção aumenta à medida que o minério se forma. Em ordem ascendente, os principais tipos são: linhito, que se desgasta rapidamente, pode incendiar-se espontaneamente e tem baixo valor calorífico; é usado sobretudo na Alemanha e na Austrália; carvão sub-betuminoso, utilizado principalmente em estações geradoras; carvão betuminoso, o tipo mais comum e que, transformado frequentemente em coque tem amplo emprego industrial; o antracito, um carvão lustroso, de combustão lenta, excelente para uso doméstico.
Hoje, o carvão mineral é bastante usado para produzir energia elétrica em usinas termelétricas e como matéria-prima para fabricar aço nas siderúrgicas. Os grandes produtores mundiais desse recurso são os Estados Unidos, China, Cazaquistão, Rússia, Polônia, Índia, Alemanha, Austrália e África do Sul. Calcula-se que essas reservas carboníferas são suficientes para gerar energia para cerca de 100 anos de consumo. Mas existem os pontos negativos desse recurso, a começar pela sua extração, que causa sérios impactos ambientais, a poluição causada por sua queima que colabora com o aquecimento global.
A turfa é um material de origem vegetal, parcialmente decomposto, encontrado em camadas, geralmente em regiões pantanosas e também sob montanhas (turfa de altitude). É formada principalmente por esfagno, grupo de musgos, mas também de juncos, árvores etc. Sob condições geológicas adequadas, transformam-se em carvão, através de emanações de metano vindo das profundezas e da preservação em ambiente sem oxigênio. Por ser inflamável, é utilizada como combustível para aquecimento doméstico.
Sua composição é definida como Substâncias Húmicas (Ácido Húmico, Ácido fúlvico e Humina) e Substâncias Não-húmicas. Substâncias Húmicas possuem estrutura química não bem definida, sabe-se que possuem sítios de adsorção compostos por grupos ácidos carboxílicos, cetona, hidroxilas fenólicas e alcoólicas. Já a Substância não-húmica é composta por estruturas bem definidas, como lignina, proteínas, etc. Por conter em sua estrutura estes grupos funcionais, é utilizada como adsorvente de vários metais pesados presentes em ambientes aquáticos e em solos, onde complexam esses metais, contribuindo para o equilíbrio do meio ambiente.
Em todo o mundo, a turfa é utilizada para absorver e encapsular hidrocarbonetos, sendo um dos mais avançados produtos do mundo para prevenir e combater derramamentos de derivados de petróleo e similares com hidrocarbonetos. Utiliza-se também misturada com casca de arroz queimada e outros ingredientes como substrato no cultivo de plantas.
Assim como no carvão, algumas turfas contêm traços do elemento químico mercúrio e por vezes cádmio e chumbo. De acordo com o astrônomo e astrofísico Thomas Gold é possível que a formação de turfas represente a interação de carbono de natureza biológica a partir de plantas e bactérias com a migração uniforme de hidrocarbonetos (metano) vindo das profundezas da terra. Esses hidrocarbonetos podem trazer o mercúrio na forma de dimetil ou metil-mercúrio que interage com a turfa em superfície, além de outros metais. Alguns autores atribuem a presença de mercúrio nas turfas como relacionada a atividades antropogênicos, porém os carvões pretos, que são muito antigos e datam de antes do surgimento do homem, também o contém. Algumas turfeiras formam-se em zonas altas sobre montanhas acompanhando fraturas nas rochas. Comumente, a turfa é utilizada como combustível sólido em Geradores de Vapor (caldeiras).
Combustível nuclear são todos aqueles materiais que tenham sido de alguma maneira enriquecidos ou beneficiados para a geração de energia a partir da energia potencial química do núcleo molecular de alguns componentes químicos. O termo combustível nuclear refere-se tanto à molécula físsil em si quanto ao produto beneficiado e utilizado como combustível, ou seja, o material existente nas varetas que contém o produto físsil em seu interior, nas configurações que congregam tanto combustível como o componente moderado.
O processo mais comum em reatores nucleares é a fissão nuclear. O Urânio enriquecido é o combustível nuclear mais utilizado em unidades de geração de energia a partir de combustíveis nucleares, cuja avalanche de reações em cadeia moderadas dentro de reatores. Os complexos processos de beneficiamento do combustível nuclear, que consistem na mineração, beneficiamento em ultra centrífugas, purificação, aplicação e tratamento final de resíduos altamente tóxicos e radioativos, compreendem a cadeia produtiva conhecida como ciclo do combustível nuclear.
A fusão nuclear é um processo alternativo ao processo de fissão ora descrito. Ao contrário da fissão que utiliza isótopos de grande massa molécula, na fusão utiliza-se como combustível moléculas leves como trítio e deutério.
Reatores de água pressurizada conhecidos mundialmente como reatores Pressurized Water Reactor e reatores de água fervente conhecidos mundialmente como Boiling Water Reactors são supridos por combustíveis obtidos por processos de enriquecimento do urânio natural. O urânio encontrado na natureza é composto basicamente por três tipos de isótopos: urânio-238, urânio-235 e urânio-234. Para um grama de urânio natural, 99,28% correspondem a Urânio-238, 0,71% correspondem a Urâncio-235 e 0,005% correspondem a Urânio-234. Os reatores PWR e BWR funcionam a partir da cisão dos núcleos dos átomos de Urânio-235 colocados em varetas de combustível.
Para produzir combustível nuclear para usinas nucleares é necessário elevar a proporção do Urânio-235 dos 0,71% obtidos na mineração direta para uma concentração entre 2% e 5%, através de sofisticados processos conhecidos como enriquecimento de urânio. Estes processos químicos e físicos convertem a forma mineral encontrada na natureza em pastilhas compostas por óxidos cerâmicos que são inseridas em varetas que são instaladas no núcleo de um reator nuclear. O processo de enriquecimento de urânio compreende segredos militares e conhecimento sofisticado mantido em sigilo pelos países detentores dessa tecnologia, mas em geral, compreendem os passos abaixo descritos:
Etapa 1 - Extrai-se o Yellow Cake, constituído por uma pasta amarela do urânio natural, triturando-se e dissolvendo-o com ácido sulfúrico).
A seguir, transforma-se o urânio em Hexafluoreto de Urânio UF6, e então procede-se o enriquecimento do Urânio-235, e reconverte-se novamente o produto em óxido de urânio.
O Urânio enriquecido é então acondicionado em varetas adequadas à introdução nos reatores das usinas, onde serão processados por bombardeio de neutros.
Dióxido de urânio (UO2) é o combustível utilizado na grande parte dos reatores nucleares em funcionamento.
⦁ Vegetais renováveis: Carvão, cana de açúcar, bagaço vegetal, cavacos de madeira
As fontes de energia renováveis, são aquelas em que a sua utilização e uso é renovável e pode-se manter e ser aproveitado ao longo do tempo sem possibilidade de esgotamento dessa mesma fonte. Estes recursos são extremamente abundantes no Planeta Terra e sua grande vantagem é permitir produzir e usar a energia com o mínimo de atividade poluente, desde que os processos de geração sejam controlados e seus impactos mitigados. Exemplos de recursos renováveis são: Sol, vento, biomassa, energia geotérmica, energia cinética e potencial da água de rios e do mar.
Iniciando nossa análise pela biomassa, podemos partir da definição de biomassa para a geração de energia, que diferentemente dos tradicionais combustíveis fósseis, que embora estes sejam derivados da vida vegetal (carvão mineral) ou mineral (petróleo e gás natural), mas são resultado de várias transformações que requerem milhões de anos para acontecerem e cuja parcela de carbono não é considerada na parcela atual de CO e CO2 da atmosfera. A biomassa pode ser considerada um recurso natural renovável, enquanto que os combustíveis fósseis não se renovam a curto prazo, pois necessitam de alguns milhões de anos para que sejam utilizáveis como combustíveis.
A biomassa é utilizada na produção de energia a partir de processos como a combustão de material orgânico produzido e acumulado em um ecossistema, porém nem toda a produção primária passa a incrementar a biomassa vegetal do ecossistema. Parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema para sua própria manutenção. Suas vantagens são o baixo custo, renovabilidade, permite o reaproveitamento de resíduos e é menos poluente que outras formas de energias como aquela obtida a partir de combustíveis fósseis.
A queima de biomassa provoca a liberação de dióxido de carbono na atmosfera, mas como este composto havia sido previamente absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço de emissões de CO2 é nulo.
Um dos primeiros empregos da biomassa pelo ser humano para adquirir energia teve início com a utilização do fogo como fonte de calor e luz. O domínio desse recurso natural trouxe à humanidade a possibilidade de exploração dos minerais, minérios e metais, marcando novo período antropológico. A madeira do mesmo modo foi por um longo período de tempo a principal fonte energética. Com ela, a cocção, a siderurgia e a cerâmica foram empreendidas. Óleos de fontes diversas eram utilizados em menor escala. O grande salto da biomassa deu-se com o advento da lenha na siderurgia, no período da Revolução Industrial.
Nos anos que compreenderam o século XIX, com a revelação da tecnologia a vapor, a biomassa passou a ter papel primordial também para obtenção de energia mecânica com aplicações em setores na indústria e nos transportes. A respeito do início da exploração dos combustíveis fósseis, como o carvão mineral e o petróleo, a lenha continuou desempenhando importante papel energético, principalmente nos países tropicais. No Brasil, foi aproveitada em larga escala, atingindo a marca de 40% da produção energética primária, porém, para o meio-ambiente um valor como esse não é motivo para comemorações, afinal, o desmatamento das florestas brasileiras aumentou nos últimos anos.
Durante os colapsos de fornecimento de petróleo que ocorreram durante a década de 1970, essa importância se tornou evidente pela ampla utilização de artigos procedentes da biomassa como álcool, gás de madeira, biogás e óleos vegetais nos motores de combustão interna. Não obstante, os motores de combustão interna foram primeiramente testados com derivados de biomassa, sendo praticamente unânime a declaração de que os combustíveis fósseis só obtiveram primazia por fatores econômicos, como oferta e procura, nunca por questões técnicas de adequação.
Para obtenção das mais variadas fontes de energia, a biomassa pode ser utilizada de maneira vasta, direta ou indiretamente. O menor percentual de poluição atmosférica global e localizado, a estabilidade do ciclo do carbono e o maior emprego de mão-de-obra, podem ser mencionados como alguns dos benefícios de sua utilização. Igualmente, em relação a outras formas de energias renováveis, a biomassa, como energia química, tem posição de destaque devido à alta densidade energética e pelas facilidades de armazenamento, câmbio e transporte. A semelhança entre os motores e sistemas de produção de energia de biomassa e de energia fóssil é outra vantagem, dessa forma a substituição não teria um efeito tão impactante nem na indústria de produção de equipamentos nem nas bases instituídas para transporte e fabricação de energia elétrica.
A lenha é muito utilizada para produção de energia por biomassa - no Brasil, já representou 40% da produção energética primária. A grande desvantagem é o desmatamento das florestas. Lembramos que existe a possibilidade de utilizarmos a floresta plantada evitando assim a utilização de florestas nativas.
A madeira também tem sua utilização na produção de polpa, e teve sua origem da indústria papeleira e de algumas indústrias químicas nas quais é utilizada como fonte de diversos compostos orgânicos. A sua utilização na indústria de marcenaria para fabricação de móveis é uma das mais expandidas, o mesmo acontecendo na sua utilização em carpintaria para construção de diversas estruturas, incluindo navios. A madeira é um dos materiais mais utilizados em arquitetura e engenharia civil. A indústria florestal ocupa vastas áreas da Terra e a exploração de madeira em florestas naturais continua a ser uma das principais causas de desflorestamento e de perda de habitat para múltiplas espécies, ameaçando severamente a biodiversidade a nível planetário. Para mitigar essa característica, surgiram as Florestas energéticas. Este termo representa plantações florestais de curta duração e muito adensadas, com grande número de árvores por hectare, com o objetivo de produção de biomassa – lenha, carvão vegetal etc., para conversão energética seja térmica, elétrica ou outra. É importante ressaltar que as florestas energéticas são diferentes das nativas.
As florestas energéticas são plantadas com o objetivo de evitar a pressão do desmatamento sobre as florestas naturais, produzindo um reflorestamento somente para uso energético, que diminui a pressão sobre as florestas nativas, desempenhando importante papel na utilização de terras degradadas.
Carvão vegetal
Obtido a partir da carbonização da madeira, o carvão vegetal é uma das fontes de energia utilizadas no mundo. O Brasil se destaca na produção mundial e, segundo o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), oito estados são responsáveis por aproximadamente 95% do que é produzido no país. O carvão é empregado como combustível para lareiras, churrasqueiras, fogões a lenha e em alguns setores da indústria, como siderúrgicas e metalúrgicas.
As termelétricas utilizam o carvão vegetal como uma de suas matérias-primas, porém este procedimento energético possui diversas ressalvas. Entre os fatores preocupantes está o desmatamento das florestas para sua produção e a emissão de poluentes para a atmosfera. Com a queima do carvão, é liberado fuligem preta e gás carbônico, que contribuem para o efeito estufa. Conheça agora outras vantagens e desvantagens do carvão vegetal:
- Além ser uma alternativa para se obter energia e beneficiar alguns setores, como o comércio e indústria, o carvão vegetal também pode ser utilizado na medicina natural. Nesse caso, são usadas madeiras específicas de aspecto mole, não resinosas de angiospermas (tipo de árvore), e que são obtidas por combustão incompleta, para garantir a capacidade adsorvente. Utilizado geralmente sob a forma de cápsulas, o carvão vegetal ativado é indicado para combater dores no estômago, diarreias infecciosas, disenteria hepática, intoxicação, mau hálito e aftas.
- Além da questão do aumento da poluição, outro ponto negativo está na questão do desmatamento. Para conseguir madeira, muitos produtores retiram árvores de áreas proibidas e com isso colocam em risco o ecossistema local. Por isso é importante verificar a procedência e conferir se existe algum selo ou nota fiscal que indique que o produto é legal, e não foi retirado de alguma reserva de proteção ambiental.
Cana-de-açúcar é um grupo de espécies de gramíneas perenes altas do gênero Saccharum, tribo Andropogoneae, nativas das regiões tropicais do sul da Ásia e da Melanésia e utilizadas principalmente para a produção de açúcar e etanol. Tem caules robustos, fibrosos e articulados que são ricos em sacarose. A planta tem entre dois e seis metros de altura. Todas as espécies de cana-de-açúcar mestiças e as principais cultivares comerciais são híbridos complexos. A cana pertence à família Poaceae, uma família de plantas economicamente importantes, como milho, trigo, arroz e sorgo e muitas culturas forrageiras.
A sacarose, extraída e purificada em fábricas especializadas, é utilizada como matéria-prima na indústria de alimentos humanos ou é fermentada para produzir etanol, que é produzido em escala pela indústria da cana do Brasil. A planta representa a maior colheita do mundo em quantidade de produção. Em 2012, a Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO) estimou que foi cultivado em cerca de 26,0 milhões de hectares de cana, em mais de 90 países, com uma colheita mundial de 1,83 bilhões de toneladas. O Brasil foi o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo. Os próximos cinco maiores produtores foram Índia, China, Tailândia, Paquistão e México.
A demanda mundial de açúcar é o principal condutor do cultivo de cana. A planta é responsável por 80% do açúcar produzido; a maior parte do restante é feito a partir da beterraba. A cana cresce predominantemente nas regiões tropicais e subtropicais (a beterraba cresce em regiões temperadas). Com exceção do açúcar, os produtos derivados da cana incluem melaço, rum, cachaça (bebida tradicional do Brasil), bagaço e etanol. Em algumas regiões, as pessoas usam palhetas de cana para fazer canetas, tapetes, telas e palha. A inflorescência de plantas jovens é consumida crua, cozida no vapor ou torrada, e preparado de várias maneiras em determinadas comunidades insulares da Indonésia.
Os persas, seguidos pelos gregos, descobriram os famosos "juncos que produzem mel sem abelhas" na Índia entre os séculos VI e IV a.C. Eles adotaram e depois espalharam a agricultura da cana pelo mundo. Os comerciantes começaram a negociar açúcar da Índia, que era considerado uma especiaria luxuosa e cara. No século XVIII, plantações de cana começaram a ser cultivadas no Caribe, América do Sul, Oceano Índico e nações insulares do Pacífico e a necessidade de trabalhadores para a sua produção tornou-se um dos principais motores de grandes migrações humanas, incluindo trabalho escravo e servos contratados.
No Brasil, diversas usinas de açúcar e destilarias estão produzindo metano a partir da vinhaça. O gás resultante está sendo utilizado como combustível para o funcionamento de motores estacionários das usinas e de seus caminhões. O equipamento onde se processa a queima ou a digestão da biomassa é chamado de biodigestor. Numa destilaria com produção diária de 100.000 litros de álcool e 1500m³ de vinhaça, possibilita a obtenção de 24.000m³ de biogás, equivalente a 247,5 bilhões de calorias. O biogás obtido poderia ser utilizado diretamente nas caldeiras, liberando maior quantidade de bagaço para geração de energia elétrica através de termoelétricas, ou gerar 2916kW de energia, suficiente para suprir o consumo doméstico de 25.000 famílias.
O etanol geralmente está disponível como um subproduto da produção de açúcar. Ele pode ser usado como uma alternativa de biocombustível à gasolina e é amplamente usado em carros no Brasil. É uma alternativa para combustíveis fósseis e pode tornar-se o produto primário de processamento de cana de açúcar, em vez de açúcar. No Brasil, a gasolina deve conter pelo menos 22% de bioetanol. Este bioetanol é proveniente de grande safra de cana produzida no território brasileiro.
A produção de etanol a partir de cana-de-açúcar é mais eficiente energeticamente do que a partir do milho, da beterraba ou de palma/óleos vegetais, especialmente se o bagaço de cana for usado para produzir calor e energia para o processo. Além disso, se os biocombustíveis são utilizados para a produção e transporte, a entrada de energia fóssil necessária para cada unidade de energia de etanol pode ser muito baixa. A Energy Information Administration (EIA) estima que integrar a produção de açúcar a tecnologia do etanol reduz as emissões de CO² em até 90% quando comparada com a gasolina convencional.
O etanol (CH3CH2OH ou C2H6O), também chamado álcool etílico e, na linguagem corrente, simplesmente álcool, é uma substância orgânica obtida da fermentação de açúcares, hidratação do etileno ou redução de acetaldeído, encontrado em bebidas como cerveja, vinho e aguardente, bem como na indústria de perfumaria. No Brasil, tal substância é também muito utilizada como combustível de motores de explosão, constituindo assim um mercado em ascensão para um combustível obtido de maneira renovável e o estabelecimento de uma indústria de química de base, sustentada na utilização de biomassa de origem agrícola e renovável.
O etanol é o mais comum dos álcoois. Os álcoois são compostos que têm grupos hidroxilo ligados a átomos de carbono sp3 (ou seja, cadeias carbônicas saturadas). Podem ser vistos como derivados orgânicos da água em que um dos hidrogênios foi substituído por um grupo orgânico.
As técnicas de produção do álcool, na Antiguidade apenas restritas à fermentação natural ou espontânea de alguns produtos vegetais, como açúcares, começaram a se expandir a partir da descoberta da destilação – procedimento que se deve aos árabes. Mais tarde, já no século XIX, fenômenos como a industrialização expandem ainda mais este mercado, que alcança um protagonismo definitivo, ao mesmo ritmo em que se vai desenvolvendo a sociedade de consumo no século XX. O seu uso é vasto: em bebidas alcoólicas, na indústria farmacêutica, como solvente químico, como combustível ou ainda com antídoto. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (33,9%), de açúcar (18,5%) e etanol (36%), sendo também o maior exportador de açúcar e etanol do mundo. No Brasil os índios produziam o cauim, uma fermentação da mandioca cozida ou de sucos de frutas, mastigados e depois fervidos.
Outros tipos de combustíveis de origem vegetal conhecidos como biocombustíveis são: Serragem que é usada em usinas termelétricas; galhos e folhas decorrentes da poda de árvores em cidades ou casas; Embalagens de papelão descartadas após a aquisição de diversos eletrodomésticos ou outros produtos; Cascas de arroz; Capim-elefante; e Lodo de ETE: Especialmente os provenientes do processo de lodos ativados amplamente utilizados na indústria têxtil;
⦁ Renováveis inesgotáveis: Radiação solar térmico, Radiação Solar Fotovoltáico, Eólico
A energia solar é a energia eletromagnética cuja fonte é o sol. Ela pode ser transformada em energia térmica ou elétrica e aplicada em diversos usos. As duas principais formas de aproveitamento da energia solar são a geração de energia elétrica e o aquecimento solar de água.
Um sistema básico de Aquecimento de água por Energia Solar é composto de coletores solares (placas) e reservatório térmico (Boiler). As placas coletoras são responsáveis pela absorção da radiação solar. O calor do sol, captado pelas placas do aquecedor solar, é transferido para a água que circula no interior de suas tubulações de cobre.
O reservatório térmico, também conhecido por Boiler, é um recipiente para armazenamento da água aquecida. São cilindros de cobre, inox ou polipropileno, isolados termicamente com poliuretano expandido sem CFC, que não agride a camada de ozônio. Desta forma, a água é conservada aquecida para consumo posterior. A caixa de água fria alimenta o reservatório térmico do aquecedor solar, mantendo-o sempre cheio.
Em sistemas convencionais, a água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural chamado termossifão. Em sistemas modernos, a água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a água fria “empurra” a água quente gerando a circulação. Esses sistemas são chamados da circulação natural ou termossifão. A circulação da água também pode ser feita através de motobombas em um processo chamado de circulação forçada ou bombeado, e são normalmente utilizados em piscinas e sistemas de grandes volumes.
Imagem obtida no website http://www.soletrol.com.br/extras/como-funciona-o-aquecedor-solar-soletrol/.
O Coletor Solar: Quando os raios do sol atravessam o vidro da tampa do coletor, eles esquentam as aletas que são feitas de cobre ou alumínio e pintadas com uma tinta especial e escura que ajuda na absorção máxima da radiação solar. O calor passa então das aletas para os tubos (serpentina) que geralmente são de cobre. Então, a água que está dentro da serpentina esquenta e vai direto para o reservatório do aquecedor solar. Os coletores são fabricados com matéria-prima nobre, como o cobre e o alumínio. Recebem um isolamento térmico e vedação com borracha de silicone. Eles, têm cobertura de vidro liso e são instalados sobre telhados ou lajes, sempre o mais próximo possível do reservatório térmico. O número de coletores a ser usado numa instalação depende do tamanho do reservatório térmico, mas pode também variar de acordo com o nível de insolação de uma região ou até mesmo de acordo com as condições de instalação.
Imagem do coletor solar obtida no website http://www.soletrol.com.br/extras/como-funciona-o-aquecedor-solar-soletrol/.
O reservatório térmico é como uma caixa d’água especial que cuida de manter quente a água armazenada no aquecedor solar . Esses cilindros são feitos de cobre, inox, ou polipropileno e depois recebem um isolante térmico. A maioria dos modelos de reservatório térmico vêm com sistema de aquecimento auxiliar elétrico, mas podem ser fabricados com sistema auxiliar a gás ou até mesmo sem esse recurso.
Os modelos de reservatórios térmicos variam de 100 a 20 mil litros. O tamanho do reservatório térmico, ou seja, o volume de água que ele é capaz de armazenar, é calculado e o dimensionamento do aquecedor solar depende de quantas pessoas vão usar o sistema diariamente, a duração média e a quantidade de banhos diários, quantos serão os pontos de uso de água quente, ou a dimensão da piscina, e assim por diante.
O Sistema Auxiliar de Aquecimento é usado para garantir que nunca haverá falta de água quente. Quando o tempo fica muito nublado ou chuvoso por vários dias, ou quando a casa recebe visitas e o número de banhos fica acima do dimensionamento inicial, o sistema auxiliar, que pode ser elétrico ou a gás, entra em ação.
Para a produção de energia elétrica são usados dois sistemas: o heliotérmico, em que a irradiação é convertida primeiramente em energia térmica e posteriormente em elétrica; e o fotovoltaico, em que a irradiação solar é convertida diretamente em energia elétrica.
Energia heliotérmica ou energia solar térmica concentrada ou internacionalmente conhecido como CSP (ingl.: Concentrating Solar Power) é uma tecnologia de geração de energia elétrica renovável que transforma irradiação solar direta em energia térmica e subsequentemente em energia elétrica. Através da concentração dos raios solares diretos, temperaturas acima de 1000°C podem ser atingidos.
Uma usina solar térmica concentrada consiste em duas partes: o coletor térmico e o ciclo de potência. Espelhos de configurações variadas servem para concentrar os raios solares; no foco dos espelhos circula um fluido de trabalho que é aquecido com o calor da concentração. No ciclo de potência acontece a expansão desse fluido de trabalho em uma turbina, ou, alternativamente o vapor pode ser utilizado diretamente em processos industriais. Para garantir um funcionamento mais flexível e confiável da usina heliotérmica, de dia e de noite, é possível incluir um armazenamento térmico ou uma co-combustão de combustíveis reservas no ciclo de potência. Dessa forma, a usina heliotérmica é capaz de gerar energia despachável.
Em 2012, uma capacidade total de 1.7GW foi instalada no mundo, gerando 3.19TWh de eletricidade. No mesmo momento, 2.7GW se encontraram em construção e 8.2GW em fase de planejamento.
Os coletores cilindro-parabólicos são considerados a tecnologia heliotérmica mais madura, penetrando o mercado desde a década dos anos 80. O coletor constitui de uma calha de espelhos parabólicos. A superfície do espelho é revestida com uma camada de máxima reflexão. Os raios solares são refletidos através do espelho e acertam o receptor tubular na linha do foco. O receptor é um tubo preto com revestimento antirreflexo, alta capacidade de absorbância e baixa emitância de irradiação térmica. O coletor é rastreado em um eixo que é paralelo à linha da calha. Geralmente, vários módulos de calhas são arranjados em fileiras longas, com várias fileiras de calhas instaladas paralelamente. Com essa tecnologia de foco linear, o fluido de transferência atinge temperaturas até aproximadamente 400°C.
Por ArséniureDeGallium - United States Department of Energy: http://www.nrel.gov/solar/parabolic_trough.html, Domínio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=671862
A energia solar fotovoltaica é aquela na qual a irradiação solar é transformada diretamente em energia elétrica, sem passar pela fase de energia térmica (como seria no sistema heliotérmico).
As células fotovoltaicas (ou células de energia solar) são feitas a partir de materiais semicondutores (normalmente o silício). Quando a célula é exposta à luz, parte dos elétrons do material iluminado absorve fótons (partículas de energia presentes na luz solar).
Os elétrons livres são transportados pelo semicondutor até serem puxados por um campo elétrico. Este campo elétrico é formado na área de junção dos materiais, por uma diferença de potencial elétrico existente entre esses materiais semicondutores. Os elétrons livres são levados para fora das células de energia solar e ficam disponíveis para serem usados na forma de energia elétrica.
Ao contrário do sistema heliotérmico, o sistema fotovoltaico não requer alta irradiação solar para funcionar. Contudo, a quantidade de energia gerada depende da densidade das nuvens, de forma que um número baixo de nuvens pode resultar em uma menor produção de eletricidade em comparação a dias de céu completamente aberto.
A eficiência da conversão é medida pela proporção de radiação solar incidente sobre a superfície da célula que é convertida em energia elétrica. Normalmente, as células mais eficientes proporcionam 25% de eficiência.
Segundo o Ministério do Meio Ambiente, o governo desenvolve projetos de geração de energia solar fotovoltaica para suprir as demandas energéticas das comunidades rurais e isoladas. Estes projetos focam algumas áreas como: bombeamento de água para abastecimento doméstico, irrigação e piscicultura; iluminação pública; sistemas de uso coletivo (eletrificação de escolas, postos de saúde e centros comunitários); atendimento domiciliar.
Do total matriz energética brasileira, menos de 0,75% é produzido através sistemas solares fotovoltaicos, de acordo com dados de 2018, o equivalente a 1,19GW de potência instalada. O Brasil recebe uma insolação (número de horas de brilho do Sol) superior a 3000 horas por ano, sendo que na região Nordeste há uma incidência média diária entre 4,5 a 6 kWh. É o país com a maior taxa de irradiação solar do mundo.
Em agosto de 2011 foi inaugurada no município de Tauá, no sertão do Ceará, a MPX Tauá, primeira usina solar fotovoltaica a gerar eletricidade em escala comercial no Brasil. A usina tem capacidade inicial de geração de 1MW. Até 2017, a maior usina solar do país era a Usina Solar Cidade Azul, construída pela Tractebel Energia, composta por 19.424 painéis solares e estando localizada em uma área de 10 hectares às margens da BR-101, no município de Tubarão, estado de Santa Catarina, e gerando energia 3MW, suficiente para abastecer cerca de 2.500 residências. O projeto faz parte de um investimento de pesquisa e desenvolvimento da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) em parceria com a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
No ano de 2017, entraram em operação as usinas Complexo Solar Lapa (BA), com 158MW, Parque Solar Ituverava (BA), com 254MW, e o Parque Solar Nova Olinda (PI), com 292MW, consideradas as maiores usinas de geração solar da América Latina. Em 2018, foi inaugurado o Parque Solar Horizonte (BA), com 103MW.
Devido à crescente demanda de energias renováveis, a fabricação de células solares e instalações fotovoltaicas tem avançado consideravelmente nos últimos anos. Entre os anos 2001 e 2015 produziu-se um crescimento exponencial da produção de energia fotovoltaica, dobrando-se aproximadamente a cada dois anos. A potência total fotovoltaica instalada no mundo (conectada à rede) ascendia a 16GW em 2008, 40 GW em 2010, 100 GW em 2012 e 140 GW em 2013. No final de 2014, tinham-se instalado em todo mundo cerca de 180 GW de potência fotovoltaica. Graças a este crescimento, e a constante sofisticação e a economia de escala, o custo da energia solar fotovoltaica baixou gradualmente desde o início do seu desenvolvimento, aumentando a eficiência, e conseguindo que o seu custo médio de geração elétrica seja já competitivo com as fontes de energia convencionais num crescente número de regiões geográficas, atingindo a paridade de rede. A energia solar fotovoltaica converteu-se na terceira fonte de energia renovável mais importante em termos de capacidade instalada a nível global, após as hidroelétricas e eólicas, e supõe já uma fração significativa da matriz elétrica na União Europeia, cobrindo em média os 3,5% da procura de eletricidade e atingindo os 7% nos períodos de maior produção. Em alguns países, como a Alemanha, Itália ou Espanha, atinge máximos superiores a 10%, do mesmo modo que no Japão ou em alguns estados ensolarados dos Estados Unidos, como na Califórnia.
A produção anual de energia elétrica gerada mediante esta fonte de energia a nível mundial equivalia em 2015 a cerca de 184TWh, suficiente para abastecer as necessidades energéticas de milhões de lares e cobrindo aproximadamente um 1% da demanda mundial de eletricidade.
Esquema simplificado do efeito fotoelétrico em painel fotovoltaico.
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Website TODA MATERIA :<http:// https://www.todamateria.com.br/tipos-de-energia/>. Acesso em: 01 maio. 2018.
Website Wikipedia :<https://pt.wikipedia.org/wiki/>. Acesso em: 26 maio. 2018.
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