A história da energia renovável

A energia renovável é fundamental para combater as alterações climáticas e o aquecimento global. A utilização de energia limpa e de recursos energéticos renováveis ​​– como a energia solar, eólica e hidroeléctrica – tem origem nos primórdios da história humana; a forma como o mundo aproveitou a energia destes recursos para satisfazer as suas necessidades energéticas evoluiu ao longo do tempo. Aqui está uma rápida olhada em como diferentes formas de geração de energia renovável evoluíram para diversificar o setor energético global e o fornecimento mundial de energia.

Energia solar

Os esforços para aproveitar o poder do sol remontam aos tempos antigos, quando gregos e romanos usavam espelhos ardentes – espelhos côncavos que concentravam os raios solares – para acender tochas. O primeiro coletor solar conhecido no mundo, um dispositivo que coleta a radiação solar, foi inventado em 1767 e mais tarde usado para cozinhar alimentos. Então, o final do século XIX viu o advento do primeiro aquecedor solar de água comercial e da primeira célula solar, um aparelho que poderia converter luz em eletricidade.

De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas das Nações Unidas, a década de 1950 marcou a era moderna da pesquisa solar com a formação da Sociedade Internacional de Energia Solar e mais pesquisa e desenvolvimento em energia solar por diversas indústrias. No início da década de 1960, a energia solar térmica (a concentração da luz solar para criar calor) foi amplamente utilizada para fornecer água quente às residências em Israel, enquanto as células solares, também conhecidas como células solares fotovoltaicas, tornaram-se mais eficientes. A crise energética e o aumento dos preços do petróleo na década de 1970 impulsionaram ainda mais o desenvolvimento da energia solar, à medida que mais países investiam na tecnologia solar como fonte de energia alternativa aos combustíveis fósseis.1

Desde a década de 1990, a inovação contínua na produção de energia e nas políticas energéticas governamentais, tais como incentivos fiscais, estimularam o crescimento da indústria da energia solar e da utilização da energia solar. Começou a construção de centrais de energia solar em grande escala, incluindo centrais solares térmicas, e houve uma expansão da electricidade solar distribuída – geração de electricidade em locais residenciais e comerciais através de painéis solares montados em telhados. A energia solar também se tornou uma fonte de energia para veículos eléctricos, com os condutores a carregarem os seus carros através de sistemas de telhado das suas próprias casas e em estações de carregamento públicas alimentadas por energia solar. Em 2022, a geração solar fotovoltaica atingiu quase 1.300 terawatts-hora de eletricidade, um aumento recorde de 26% em relação ao ano anterior.2

A procura de energia solar é impulsionada, em parte, por empresas que procuram fazer a transição para fontes de energia renováveis ​​para cumprir os seus objetivos ESG. Para alguns, a produção de energia solar tornou-se uma operação interna; empresas como o GPT Group, um grupo imobiliário diversificado listado na Australian Securities Exchange (ASX), instalaram painéis solares fotovoltaicos no local. Para acompanhar os resultados de tais esforços, incluindo eficiência energética e reduções de emissões, o Grupo GPT implementa uma ferramenta SaaS que consolida dados ESG empresariais para análise e relatórios.

Energia eólica

Os humanos há muito usam a energia eólica para fins mecânicos. Moinhos de vento simples na China foram usados ​​para bombear água e moinhos de eixo vertical foram usados ​​para moer grãos no Oriente Médio por volta de 200 AC. O Oriente Médio também se tornou o lar da produção de alimentos movida a moinhos de vento no século XI. Mais tarde, na Europa, os holandeses adaptaram moinhos de vento para diversos usos industriais, incluindo a fabricação de papel e a drenagem de lagos. E, no século XIX, os colonos nas Américas usaram moinhos de vento para bombear água para a agricultura.3

Eventualmente, o uso da energia eólica mudou de suas aplicações mecânicas para a geração de eletricidade. O engenheiro elétrico James Blyth é responsável pela construção da primeira turbina eólica do mundo em seu quintal na Escócia em 1887, enquanto seus colegas inovadores em energia eólica Charles Brush e Poul la Cour seguiram com suas próprias turbinas em Ohio e na Dinamarca, respectivamente, antes do fechamento de século XIX. Mais tarde, Blyth construiu uma segunda turbina eólica para abastecer um asilo local, Brush usou a sua para abastecer sua mansão e la Cour aproveitou a energia eólica para iluminar uma escola.4

Demorou décadas, no entanto, para que a geração de energia eólica alcançasse viabilidade em escala comercial. Tal como aconteceu com a energia solar, as crises energéticas da década de 1970 aumentaram o interesse pela energia eólica. A Dinamarca emergiu como um dos primeiros líderes na energia eólica comercial, à medida que as políticas do governo dinamarquês apoiavam o desenvolvimento da indústria de energia eólica do país. Depois, foram instalados parques eólicos de grande escala na Califórnia, na década de 1980, seguidos por parques eólicos na Alemanha e em Espanha, na década de 1990.

Hoje, as turbinas eólicas em todo o mundo produzem mais de 2.100 terawatts-hora (TWh) de eletricidade por ano. Embora a maioria das turbinas esteja localizada em terra, os parques eólicos offshore têm desempenhado um papel cada vez maior na geração global de eletricidade nos últimos anos, sendo responsáveis ​​por 18% do crescimento da capacidade eólica em 2022.5

Energia hidrelétrica

Tal como o prefixo “hidro” sugere, a energia hidroeléctrica é a energia derivada da água – especificamente, o fluxo de água. Tal como acontece com a energia eólica, os humanos há muito aproveitam as aplicações mecânicas da energia hidrelétrica. Os antigos gregos, por exemplo, utilizavam a energia hidroeléctrica para transformar rodas de água que transformavam o trigo em farinha.6

O uso da energia hidrelétrica para gerar eletricidade, entretanto, só se tornou comum muito mais tarde. A inovação na tecnologia de turbinas hidráulicas ocorreu ao longo de 1800, incluindo a invenção da turbina Francis pelo engenheiro britânico-americano James Francis, que continua amplamente utilizada até hoje. No final dos anos 1800, essa inovação culminou em projetos hidrelétricos que variaram desde um que alimentava uma única lâmpada em uma casa na Inglaterra em 1878 até, quatro anos depois, uma usina hidrelétrica completa com capacidade de 12,5 kW que atendia duas fábricas de papel e uma residência.6, 7

Países de todo o mundo rapidamente se tornaram sede de projetos hidroelétricos, da Austrália ao Canadá. Após a Segunda Guerra Mundial, o desenvolvimento da energia hidroeléctrica acelerou ainda mais, com projectos estatais na Europa, América do Norte, Japão e na antiga União Soviética. Hoje, os dois maiores projetos hidrelétricos do mundo são barragens na América do Sul e na China: a barragem de Itaipu, de 14.000 megawatts, no rio Paraná, na fronteira do Brasil e do Paraguai, e a barragem de Três Gargantas, de 22.500 megawatts, ao longo do rio Yangtze, na China.

A energia hidrelétrica desempenha um papel importante não apenas na geração de eletricidade, mas também no armazenamento de energia. Através da energia hidrelétrica reversível, um modelo de armazenamento de energia que remonta à década de 1890, a água flui entre dois reservatórios de água em altitudes diferentes. Quando a energia de outras fontes é abundante (como parques solares e eólicos), a energia é usada para bombear água para um reservatório superior. Conforme necessário, a água é libertada do reservatório superior de volta para o reservatório inferior para gerar electricidade, “basicamente preenchendo as lacunas durante os picos de procura”, de acordo com o Departamento de Energia dos EUA (DOE).8

Energia geotérmica

A energia geotérmica provém do calor dentro da Terra. Pode ser utilizado para aquecer e arrefecer edifícios e para gerar eletricidade (energia geotérmica). Os humanos aproveitam a energia geotérmica pelo menos desde o período Paleolítico, quando as fontes termais eram usadas para banho. O primeiro uso comercial conhecido de energia geotérmica, entretanto, só ocorreu em 1830, quando as pessoas podiam pagar um dólar para usar banhos alimentados por três fontes termais na cidade de Hot Springs, Arkansas. Cerca de 60 anos depois, o primeiro sistema de aquecimento urbano do pior foi instalado em Boise, Idaho, bombeando água de fontes termais para mais de 200 residências e empresas.9

Apesar de toda a inovação geotérmica nos Estados Unidos, contudo, os europeus estabeleceram a primeira central eléctrica geotérmica. Em 1904, um príncipe italiano, Piero Conti, alimentou lâmpadas através de um experimento de energia geotérmica que aproveitou o vapor do campo geotérmico de Larderello, na Toscana. Seu trabalho culminou posteriormente na construção de uma usina comercial alimentada a vapor na região.

Hoje, os sistemas de energia geotérmica ajudam a satisfazer uma parte significativa da procura de energia em países de todo o mundo. Historicamente, o desenvolvimento de centrais geotérmicas tem sido limitado pelas condições naturais – um local prospectivo necessita de calor natural, fluido para transportar esse calor e caminhos através das rochas para esse fluido viajar. No entanto, alguns cientistas estão esperançosos de que os avanços tecnológicos permitirão a construção de centrais eléctricas geotérmicas e o consumo de energia geotérmica em mais locais.

A energia geotérmica pode fazer parte do conjunto de fontes de energia renováveis ​​utilizadas pelas empresas para cumprir os seus objetivos ESG. A Celestica, uma empresa multinacional especializada em soluções de design, fabrico e cadeia de fornecimento, reduziu a sua dependência do gás natural ao fazer a transição para a energia geotérmica nas suas instalações em Oradea, Roménia. A empresa, que também investiu em sistemas solares fotovoltaicos no local, utiliza software para simplificar os dados sobre os seus esforços em energias renováveis.

Bioenergia

A bioenergia é uma fonte de energia renovável derivada de biomassa, materiais orgânicos de plantas e animais. As pessoas aproveitaram a bioenergia ao longo da história humana, queimando madeira, que fornecia calor e luz. A madeira era o principal combustível para cozinhar e aquecer, enquanto outra forma de biomassa – o óleo vegetal – era o principal combustível para acender lâmpadas antes do século XIX.

A biomassa pode ser convertida em combustíveis líquidos conhecidos como biocombustíveis. Os dois biocombustíveis mais comuns são o etanol, um tipo de álcool, e o biodiesel, que é produzido por meio de um processo químico conhecido como transesterificação a partir de óleos vegetais ou gorduras animais. O uso de biocombustíveis em motores de combustão interna remonta a mais de um século. Rudolf Diesel, o engenheiro mecânico alemão que inventou o motor diesel em 1897, fez experiências com óleos vegetais em seu trabalho, enquanto o etanol é listado pelo Departamento de Energia dos EUA como um dos primeiros combustíveis automotivos. O interesse pelo etanol, especialmente como aditivo à gasolina, aumentou após as crises energéticas da década de 1970 e o aumento dos preços do petróleo.

As técnicas e matérias-primas de produção de biocombustíveis continuam a evoluir. Os cientistas estão a trabalhar na utilização de resíduos da indústria alimentar, resíduos vegetais e algas para superar as limitações de abastecimento e de utilização do solo associadas às culturas utilizadas para gerações mais antigas de biocombustíveis.10 Além disso, nos últimos anos, um biocombustível conhecido como diesel renovável tem registado um aumento na procura.

O diesel renovável é semelhante ao biodiesel, mas é produzido através de um processo químico diferente. Sua popularidade se deve em parte ao fato de ser um combustível “drop-in” – pode ser usado em motores diesel sem ser misturado ao diesel de petróleo. Em 2023, por exemplo, um fabricante de equipamento de produção de energia em França anunciou que estava a mudar de gasóleo de petróleo para gasóleo renovável para testes de geradores, resultando numa diminuição significativa das emissões de gases com efeito de estufa.

O futuro: tecnologia para transições de energias renováveis

À medida que mais empresas fazem a transição para energias renováveis ​​para cumprir os requisitos regulamentares e os objetivos ESG, a gestão de dados assume um papel central para garantir que os esforços de sustentabilidade permanecem no caminho certo. O software de relatórios ESG da IBM Envizi™ integra um conjunto de produtos que ajudam você a capturar e gerenciar todos os seus dados ESG em um único sistema de registro e relatório com confiança, sabendo que seus dados são auditáveis ​​e de nível financeiro.

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1Energia Solar Direta. No Relatório Especial do IPCC sobre Fontes de Energia Renováveis ​​e Mitigação das Mudanças Climáticas. (link externo a ibm.com), IPCC, 2011.

2Solar fotovoltaico. (link externo a ibm.com), Agência Internacional de Energia, 2023.

3Energia Eólica. No Relatório Especial do IPCC sobre Fontes de Energia Renováveis ​​e Mitigação das Mudanças Climáticas. (link externo a ibm.com), IPCC, 2011.

4 “Haja Vento.” (link externo a ibm.com), History Today, 11 de agosto de 2021.

5 Vento. (link externo a ibm.com), Agência Internacional de Energia, 2023.

6Hidrelétrica. No Relatório Especial do IPCC sobre Fontes de Energia Renováveis ​​e Mitigação das Mudanças Climáticas. (link externo a ibm.com), IPCC, 2011.

7“Uma breve história da energia hidrelétrica.” (link externo a ibm.com), International Hydropower Association.

8 Energia hidrelétrica de armazenamento bombeado. (link externo a ibm.com), Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável, Departamento de Energia dos EUA.

9Cronograma do histórico do Energy Saver: Energia Geotérmica (link externo a ibm.com), Energy Saver, Departamento de Energia dos EUA.

10“O potencial dos biocombustíveis da primeira à quarta geração.” (link externo a ibm.com), PLOS Biology, março de 2023