17 fevereiro 2012

O custo da energia: as renováveis

Hoje falemos de energia. Porquê? Porque sim.
Toda a nossa vida é baseada na exploração de fontes energéticas. E a energia custa.

Qual será a forma mais conveniente para produzir energia? Petróleo? Nuclear? Renováveis?

Não sei. Eu apoio sempre o sol, fonte totalmente gratuita, limpa, (quase) inexaurível; e acho que o futuro passará inevitavelmente por aí, a não ser que seja descoberta uma nova maneira de produzir energia limpa e barata.

Mas isso é o futuro, pois agora as coisas não são tão simples: também esta fonte energética esconde custos.  Então é preciso fazer duas contas.

Num antigo post falamos duma ilha espanhola, a Ilha de el Hierro, que quase alcançou a independência energética com a exploração das renováveis. Um grande exemplo, sem dúvida, que todavia esconde grandes investimentos por parte do governo espanhol e da União Europeia. A verdade é que, sozinhos, os habitantes da ilha não teriam conseguido implementar um sistema tão avançado e complexo por via dos custos.

A seguir dois artigos: um fala dos custos das renováveis, outro dos custos do petróleo. E o panorama não é nada simpático.


Uma nora previa: no texto são utilizadas algumas medidas: kWh e MWh. Ambas são medidas de energias e estão baseadas no conceito de Watt/hora.
Wh = Watt-ora, é a quantidade de energia utilizada para alimentar uma carga com potência de 1 watt pelo período de uma hora   .
kWh = Quilowatt-hora, equivale a 1.000 Watt/hora.
MWh = Megawatt-hora equivale a 1.000.000 Watt/hora.


As fontes renováveis

Os dois tipos mais comuns de sistemas para a produção de energia a partir de fontes renováveis ​​são o eólico e o solar:

Uma turbina eólica converte a energia cinética do vento em electricidade, que a seguir alimenta a rede de distribuição. Isto é possível com a transformação do movimento do ar, que atinge as pás do rotor, em movimento rotativo, que é transmitido pelo rotor. O rotor transmite a energia rotacional para um gerador, onde é transformada em energia eléctrica.

Dado que o vento não sopra de forma constante, é difícil planear a produção de energia eólica.
As turbinas eólicas operam apenas com velocidades de vento certas e não é possível ajusta-las segundo as necessidades dos utentes da rede eléctrica.

Um sistema de energia solar (fotovoltaica) usa a energia directamente irradiada do Sol em direcção da Terra. Também esta forma alternativa de energia é altamente dependente das condições ambientais locais e atmosféricas e é, portanto, não perfeitamente previsível.

Do ponto de vista técnico, estes sistemas de geração energética, dificilmente programáveis, requerem uma inovação significativa na gestão das redes, com grandes investimentos em infra-estrutura para aumentar a capacidade de produção, armazenamento e entrega de energia, com consequente impacto sobre o custo do KWh final.

Mas quais os custos?

O custo médio de produção hídrica de energia, considerado que nesta altura quase todos os custos de construção foram amortizados, fica entre 20 e 30 € / MWh (20 ou 30 Euros por cada Megawatt-hora produzido).

No caso de outras fontes:
  • 80-100 € / MWh no caso de centrais nucleares
  • 80-120 € / MWh no caso de centrais convencionais de carvão e de gás natural
  • 80-120 € / MWh no caso das centrais eólicas
  • 200-300 € MWh no caso das centrais a biomassa sólida / líquida
  • 250-400 € / MWh no caso de sistemas fotovoltaicos

Nestes últimos três tipos de centrais, os incentivos estatais excedem sempre os custos de produção e a capacidade de amortização da central, portanto o desenvolvimento depende unicamente deste factor. É um mercado drogado, que existe não por via da rentabilidade mas por questões politico/ambientais.


Os sistemas de acumulação

Mas produzir energia não é suficiente, aliás, é apenas a primeira parte do processo. Após a produção é preciso o armazenamento, pois a necessidade de energia varia a segunda das horas do dia, do dia da semana, do mês e do período do ano.

As tecnologias de armazenamento podem ser classificadas com base no princípio com o qual operam.
As principais categorias, com as respectivas tecnologias, actualmente utilizadas ou em desenvolvimento são:
  • armazenamento de energia potencial através do bombeamento de água (hidroeléctrico)
  • armazenamento de energia potencial por compressão de ar (CAES)
  • armazenamento electroquímico (baterias);
  • outros sistemas: o armazenamento mecânico (volantes), electrostática (condensadores - capacitadores no Brasil -, supercondensadores), acumulação electromagnética.

A acumulação de energia como o bombeamento hidroeléctrico é actualmente o mais comum para as grandes potências (dezenas de Megawatts, até mais de 1.000 Megawatts) e, historicamente, o mais confiável.

Durante os períodos de baixa necessidade de energia, a água, através de bombas alimentadas a partir da rede eléctrica, é transferida dum tanque inferior para um em posição mais elevada, sendo assim armazenada energia sob forma de energia potencial.
Durante os períodos de alta procura, a água do tanque superior é libertada em direcção do inferior e a queda da água acciona uma turbina que transforma o movimento em electricidade.

A acumulação de energia com os sistemas CAES (Compressed Air Energy Storage) prevê a acumulação de energia sob forma de ar comprimido que será utilizado num ciclo termodinâmico Brayton, ou com uma turbina a gás.
Há três componentes principais num sistema CAES: um compressor, que impulsiona o ar comprimido durante os períodos de baixa necessidade, um lugar de armazenamento onde "guardar" o ar comprimido (por exemplo, uma caverna ou tanques de pressão), uma turbina a gás, que será depois movida pelo ar libertado durante o período de grande necessidade energética.

A acumulação electroquímica baseia-se em reacções químicas de oxidação-redução, no interior de células. Exemplo típico é o normal acumulador (a bateria) que encontramos em qualquer automóvel.

Os sistemas electrostáticos e electromagnéticos ainda estão em fase de experimental e são pouco difundidos.

Vamos agora comparar os custos dos sistemas de armazenamento; assumindo um custo da electricidade de 40-45 € / MWh na fase de baixa necessidade:
  • 90-100 € / MWh no caso do bombeamento de água
  • 110-120 € / MWh no caso do sistema CAES
  • 400-700 € / MWh no caso do armazenamento electroquímico

Fósseis vs. Renováveis

São custos elevados que no caso das fontes de energia fóssil (as poluidoras) quase desaparecem. No caso do petróleo, por exemplo, precisamos apenas dum tanque onde despejar o líquido à espera de ser utilizado. Mesma coisa com o carvão. E em ambos os casos a produção pode ser facilmente aumentada para ser adequada às necessidades da rede de distribuição.

É claro: aqui estamos a falar apenas de custos directos. O panorama muda completamente quando analisarmos os custos indirectos.

O petróleo precisa de ser transportado e os acidentes não são coisa tão rara. O petróleo despejado no meio ambiente provoca danos ambientais por vezes irreversíveis ou, em qualquer caso, que precisam de muito tempo para ser emendados.
O carvão emite para a atmosfera uma quantidade assinalável de substancias químicas e mecânicas poluidoras, com custos sociais muito elevados no caso, por exemplo, das doenças respiratórias (mas também aqui temos os prejuízos ambientais).

Temos de reparar, todavia, que estes custos incidem de forma marginal nos orçamentos das empresas que extraem os combustíveis fósseis. Os danos ambientais, e aqueles ligados à saúde, são na maior parte dos casos totalmente assumidos pela sociedade: as doenças pulmonares, por exemplo, são tratadas pelos sistemas de saúde e nenhuma companhia será alguma vez obrigada a ressarcir um cidadão que ficou doente por causa dos poluentes presentes na atmosfera de qualquer cidade.

Até nos casos em que uma companhia petrolífera for obrigada a pagar as despesas de limpeza após um derrame acidental, estamos sempre perante custos marginais que são amplamente compensados pelas receitas normalmente obtida com a exploração-comercialização do petróleo.

Depois temos o nuclear. Fukushima diz alguma coisa? Three Miles Island, Chernobyl, Tokaimura, Majak, Sellafield, Formark? Pois...os acidentes nucleares são mais raros: mas quando acontecem podem ter custos que alcançam o inimaginável.

Os custos das energias renováveis são elevados. Fotovoltaico e eólico não conseguem acompanhar as variações de procura energética e precisam de sistemas de armazenamento e manutenção dispendiosos.

Quem escreve (eu!) é um entusiasta do solar, como afirmado, e um forte apoiante das renováveis no geral. Todavia não podemos utilizar o entusiasmo como único impulsionador, porque depois a factura é paga em dinheiro e não em doses de entusiasmo.

Infelizmente, nos actuais moldes da nossa sociedade, que foi desenvolvida tendo como base as fontes energéticas não renováveis e onde o crescimento (que requer cada vez mais energia) é o dogma por excelência, as contas são negativas.


Ipse dixit.

Relacionados:
O que os especialistas não dizem

Fonte: Indipendenza

5 comentários:

  1. Bruno António17.2.12

    Não existe défice de energia, o que existe é energia mal gerida e energia gasta de forma inútil, antes do problema energético temos o problema da gestão da energia, por muito que custe subsidiar as renováveis, por mais caro que possa parecer ( e é muito caro) é o caminho certo para ter uma alternativa aos fósseis e que apenas subsidiado se pode desenvolver e estudar ate atingir a auto-suficiência, subsidio que funciona como uma estufa para plantas que numa primeira fase podem ser débeis mas que com o devido cuidado se tornarão muito rentáveis, neste momento a melhor aposta que Portugal poderia fazer no seu futuro seriam: explorar as alternativas (e cortar a factura de importação da energia (importamos 75%) / somos uns dos países com mais horas de sol da Europa (...) . Investir na agricultura pescas e pecuária sustentáveis ( e cortar nos 80% da importação de alimentos) / temos um clima excelente . Do mesmo modo que em tempos um pais pequeno teve a visão de que era necessário lançar-se ao mar para se desenvolver, neste momento a grande visão que tornaria Portugal um dos países mais desenvolvidos do mundo seria esta, a energia alternativa e a produção de alimentos sustentável. ( Atenção isto não é uma varinha mágica era apenas o principio)Haja alguém com visão e sem medos dos lobbies instalados…votava nele!

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  2. Anónimo17.2.12

    Recomendo dois documentarios :

    Secret of Seven Sisters (2010) e Crude - The Real Price of The Oil (2009).

    Ambos esclarecedores. Quantas patentes escondidas teriam essas empresas, que poderiam revolucionar outras alternativas de energia?

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  3. @ Bruno!

    Pagamos a factura dum mundo que evoluiu tendo como centro energético o petróleo. Pesquisa, desenvolvimento, infraestruturas, transporte: tudo foi pensado para o petróleo.

    É o mesmo que aconteceu com os automóveis. No final do séc. XIX e até nos primeiros anos do XX, a maioria dos carros vendidos era eléctrico. Depois foi escolhida a gasolina como fonte de tracção, por varias razões: facilidade e custo da extracção, transporte e armazenamento, pressões políticas e económicas (importante na altura o papel da Stantard Oil dos irmãos Rockefeller).

    Resultado: a evolução do motor eléctrico (mas também daquele a vapor) foi esquecida e 100 anos depois, para ter um carro eléctrico temos de pagar muito para ter um automóvel com prestações ridículas e sem um mínimo de infraestruturas.

    O que poderia ter acontecido com 100 anos de evolução do motor eléctrico?
    Na altura o petróleo era sem dúvida mais "fácil". Mas não há almoços gratuitos.

    Hoje converter a produção de energia com o auxílio das renováveis tem custos exorbitantes. Será preciso mais desenvolvimento, mas no horizonte não é possível ver outro caminho.

    @ Anónimo!

    Obrigado! Vou ver no Youtube se encontro algo.

    Abraço!

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  4. Ei pessoal!

    Que tal isso?

    http://youtu.be/lBB8puMtwJM

    Abração!

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  5. Ah... Vocês queriam não queriam? Liberdade Energética... Esperem DEITADOS...

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