Imagem: Eletronuclear

In termini assoluti, infatti, le tecnologie rinnovabili soddisfano circa il 17% della domanda elettrica mondiale.

Si rafforza la penetrazione delle tecnologie “verdi”, soprattutto nei Paesi industrializzati, ove nel 2007 quasi il 16% di tutta la nuova potenza elettrica installata è stata rinnovabile

Il concorso delle fonti rinnovabili alla generazione di energia elettrica è da alcuni anni in forte aumento. Una crescita che, tuttavia, non consente ancora a queste fonti (idroelettrico, eolico, solare, geotermico, rifiuti, biomasse, biocombustibili eccetera) di incidere in modo determinante sui valori totali, soprattutto con riferimento alle cosiddette nuove fonti rinnovabili.

In termini assoluti, infatti, le tecnologie rinnovabili soddisfano circa il 17% della domanda elettrica mondiale. Ma il 93% di tale quota è a carico della sola fonte idroelettrica. Esclusa questa, nel 2007 tutte le altre rinnovabili hanno contribuito alla produzione elettrica mondiale per non oltre l’1,5%.

Si tratta di valori indubbiamente ridotti, che fotografano una situazione ancora lontana da quella auspicata, segnatamente in relazione all’esigenza di ridurre le emissioni di gas serra. Tuttavia, come accennato, si sta finalmente registrando una positiva evoluzione delle tecnologie “verdi”, la cui penetrazione sta sensibilmente aumentando.

Secondo l’autorevole BP Statistical Review of World Energy (giugno 2008) la quota di tutte le fonti rinnovabili sulla nuova potenza elettrica installata a livello mondiale è passata dal 2,9% del 2004 al 4,4% del 2007.

A trainare questa crescita sono stati soprattutto i Paesi industrializzati. Nei Paesi OCSE, infatti, la quota delle rinnovabili sulla nuova potenza elettrica installata ha raggiunto il 15,7% del 2007.

Particolarmente significativa è risultata la crescita dell’eolico e del fotovoltaico. Nel periodo 2000-2007 la potenza eolica installata nel mondo è aumentata di oltre il 500% (da 18.400 a 94.005 MW), con un incremento che è stato del 26,5% nel solo 2007 rispetto all’anno precedente. Nello stesso periodo la potenza fotovoltaica è cresciuta di quasi il 1.230%, passando dai 729 MW del 2000 agli oltre 9.000 MW del 2007.

Una corsa trainata dai Paesi industrializzati

Benché su scala mondiale e in valori assoluti questa pur rapida crescita resti ancora marginale, è senz’altro significativo il costante aumento della quota rinnovabile nella nuova potenza elettrica installata. In particolare nei Paesi industrializzati, ove tale quota è passata dall’8,8% del 2004, al 9,7% nel 2005, al 13,5% nel 2006, fino al 15,7% del 2007.

Va inoltre considerato che alcuni Paesi più di altri hanno saputo imprimere una forte accelerazione allo sviluppo delle tecnologie rinnovabili, con ricadute significative anche sul piano dell’occupazione.
Nell’Unione Europea, ad esempio, la fonte eolica esprime una posizione di rilievo in Danimarca dove circa il 20% della generazione elettrica è assicurato da questa fonte. In Spagna l’eolico copre circa il 10% della produzione elettrica mentre in Germania, che detiene il primato mondiale della potenza eolica installata (22.277 MW a fine 2007), contribuisce per una quota intorno al 7% della produzione totale.

In contesti del tutto diversi, caratterizzati da reti elettriche poco sviluppate e centri di consumo isolati, è invece la fonte geotermica ad assumere la leadership della produzione elettrica. Ad esempio, un quarto dell’elettricità totale prodotta in El Salvador è di fonte geotermica, e appena più contenuto (attorno al 20%) è il contributo della geotermia alla produzione elettrica nelle Filippine, in Kenya e in Islanda.

Crescita degli investimenti e delle attività di R&S

L’elevato tasso di crescita della potenza rinnovabile, ancorché riferito soprattutto ad un numero ancora ristretto di Paesi, testimonia che intorno a queste tecnologie si è aperta una partita cruciale su scala mondiale.

La conferma arriva anche dalla quantità e dalla qualità degli investimenti del settore.

Lo sviluppo delle tecnologie rinnovabili è infatti nella fase in cui risultano fondamentali le tipologie di finanziamento e le modalità di investimento, soprattutto per quanto concerne i progetti a più elevato contenuto di innovazione (spesso i più interessanti, in prospettiva, ma anche con maggior rischio di investimento).

Ebbene, nel 2006 circa il 30% degli investimenti effettuati su scala mondiale nell’intero comparto energetico ha interessato direttamente il settore delle fonti rinnovabili. In particolare, circa i due terzi di tale quota sono stati impiegati per la realizzazione di nuovi impianti di potenza, mentre la parte restante ha riguardato l’installazione di sistemi su piccola scala (ad esempio, pannelli solari sui tetti degli edifici).

Il dato è riportato in recente dossier che l’ENEA ha dedicato all’argomento (Finanza, Venture Capital e tendenze globali dell’investimento in energia sostenibile), sottolineando come le aspettative di crescita del settore trovano sponda anche nelle attività di ricerca e sviluppo. Che nel 2006 hanno largamente superato i 25 miliardi di dollari.

Quest’ultimo dato –sottolinea il rapporto dell’ENEA – si rivela particolarmente significativo perché in controtendenza rispetto a quanto si osserva nel resto dell’industria energetica, dove la spesa destinata alla ricerca e allo sviluppo – soprattutto nell’ambito del settore pubblico - risulta stagnante, se non in declino. (Enel/Angelo Cipro)

Energias Alternativas

Energia eólica

• Como funciona?

Os moinhos de vento foram inventados na Pérsia no século V para bombear água para irrigação. Os mecanismos básicos de um moinho de vento não mudaram desde então: o vento atinge uma hélice que ao movimentar-se gira um eixo que impulsiona uma bomba, uma moenda ou, em tempos mais modernos, um gerador de eletricidade.
As hélices de uma turbina de vento são diferentes das lâminas dos antigos moinhos porque são mais aerodinâmicas e eficientes. Seu movimento ativa um eixo que está conectado ao gerador de eletricidade.

• Benefícios e desvantagens:

A fonte eólica, como a nuclear, também não emite gases responsáveis pelo aquecimento global e sua tecnologia pode ser instalada em locais isolados.

Porém, é um sistema intermitente (se não tem vento, não tem energia) que necessita de uma complementação. Seja através de uma outra usina de outro tipo, seja pelo armazenamento da energia produzida em baterias.

O custo desta forma de geração ainda é muito alto principalmente devido a sua baixa eficiência.

Muitos ambientalistas questionam a poluição sonora provocada pelo movimento das hélices e os transtornos causados aos pássaros em migração. Além disso, os sistemas que utilizam baterias, também sofrem com o problema da deposição adequada deste material (fonte de ácidos e metais pesados altamente poluentes e nocivos ao meio ambiente) quando de sua substituição, principalmente se instalados em locais isolados.

Energia solar

• Como funciona?

A energia solar é obtida através da conversão direta da luz natural em eletricidade (efeito fotovoltaico). Esse efeito causa o aparecimento de uma diferença de potencial, nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A célula fotovoltaica é a unidade fundamental do processo de conversão.

Os raios do sol, ao atingirem o módulo que contém as células fotovoltaicas produzem eletricidade, sob a forma de corrente contínua, similar às das pilhas e baterias automotivas. Esta energia pode ser acumulada em baterias e utilizada à noite ou em longos períodos de mau tempo. Inversores são necessários para converter essa energia elétrica de corrente contínua em corrente alternada, possibilitando a utilização direta em uma residência.

• Benefícios e desvantagens:

A maior vantagem da energia solar é poder ser instalada em locais isolados sem a necessidade de linhas de transmissão. O custo dessa energia ainda é muito elevado e sua aplicação limitada. O maior uso da energia solar, hoje em dia, é em sistemas de aquecimento de água, sem produção de eletricidade.

Porém as células fotovoltaicas, assim como as baterias são fabricadas com materiais (ácidos e metais pesados) que podem causar sérios problemas ambientais se não descartados corretamente.

Outras fontes

Biomassa

São materiais de origem vegetal como lenha, bagaço da cana, resíduos da indústria de papel, etc., além do biogás (obtido pela decomposição do lixo) que podem ser utilizados para produzir calor ou produzir energia num processo similar ao das termelétricas.

Energia dos oceanos

Existem duas formas de aproveitamento da energia dos oceanos: a energia das marés (maré-motriz), associada às correntes marítimas, e a energia das ondas, com maior potencial de exploração.

• Maré-motriz - Sistema de geração de energia elétrica que utiliza o movimento de elevação (fluxo) das marés para encher um reservatório e movimentar uma comporta. Quando o nível do mar abaixa (reflui), a comporta se abre, formando uma queda d’água que gira uma turbina ligada a um gerador elétrico. O movimento regular de fluxo e refluxo, a cada 12 horas, é o fator que possibilita o aproveitamento dessa fonte de energia.

• Energia das ondas - O aproveitamento é feito empregando, um conjunto de bóias (distantes uns poucos quilômetros da costa) que utiliza o movimento superficial do mar para gerar eletricidade, através de um equipamento que fica em contato com o fundo do mar. É um processo limpo e, atualmente, já existem algumas usinas funcionando no mundo, entre as quais uma na Escócia (750 kW) e outra (400 kW) na ilha de Açores, em Portugal.

Cientistas brasileiros desenvolvem um projeto diferente que utiliza câmaras hiperbáricas. A água é capturada por flutuadores ligados a braços mecânicos, que acionam as bombas de sucção toda vez que uma onda passa. A câmara evita momentos sem água, ou seja, permite um fluxo continuo de água em direção as paletas da turbina.

Célula a Combustível

Uma célula a combustível é um dispositivo de conversão de energia eletroquímica, que transforma hidrogênio e oxigênio em eletricidade, calor e água. Ao contrário de uma bateria, uma célula a combustível não necessita ser carregada e produzirá energia continuamente desde que seja fornecido o combustível (hidrogênio). É um processo bastante limpo, porém ainda se encontra em fase de pesquisas e testes.

Uma célula a combustível consiste em dois eletrodos (condutor metálico por onde uma corrente elétrica entra num sistema ou sai dele) separados por um eletrólito (condutor de eletricidade, sólido ou liquido, no qual o transporte de carga se realiza por meio de íons). O hidrogênio é alimentado no ânodo (-) (eletrodo para onde se dirigem os íons negativos) e o oxigênio (ou ar) entra na célula através do cátodo (+) (eletrodo de onde partem os elétrons e para onde se dirigem os íons positivos). Através da ação de um catalisador, os átomos de hidrogênio são decompostos em prótons (H+) e elétrons (e-), que seguem caminhos diferentes para o cátodo.

Os prótons (H+) são conduzidos através do eletrólito para o cátodo e os elétrons (e-), que não podem passar através do eletrólito, criam uma corrente elétrica externa que é utilizada antes de regressar ao cátodo, na qual é novamente reunida com os íons positivos de hidrogênio e oxigênio para formar água e calor. (eletronuclear)