Energia limpa para todos: pode o sol e o vento dar-nos energia? Understand article

Podemos obter toda a energia que precisamos com fontes renováveis? Como pode a modelação energética ajudar-nos a prever o futuro energético? E como podemos ser agentes da transição energética?

Imagem: Jessica Reeder/BlackRockSolar/Climate visual

Atualmente, é comum ouvir falar sobre poupança de energia e redução da dependência dos combustíveis fósseis. A Europa enfrenta uma crise energética na qual as fontes de combustível se tornaram escassas e os preços têm subido dramaticamente.

Continuamos bastante dependentes dos combustíveis fósseis. Na União Europeia (UE), mais de dois terços da energia consumida tem origem em combustíveis fósseis, tais como o carvão, o petróleo ou o gás, sendo cerca de metade desta energia importada.[1] Este cabaz energético é mau. Porquê? Porque a queima de combustíveis fósseis liberta gases de efeito de estufa, tais como dióxido de carbono (CO2) ou metano (CH4), que levam ao aquecimento global. Além disso, a dependência de energia importada torna os países vulneráveis, na medida em que incidentes geopolíticos podem levar ao corte do fornecimento.

Cabaz energético da UE, baseado em EC, 2020, Eurostat
Imagem cortesia do autor

O outro terço da energia tem origem em centrais nucleares e em fontes de energia renováveis, tal como hidroelétrica, eólica e solar.[1] Ao contrário dos combustíveis fósseis, as fontes de energia renovável são naturalmente repostas numa escala de tempo humana ou estão disponíveis em quantidades essencialmente ilimitadas. Os cientistas desenvolveram várias tecnologias para produzir eletricidade ou gás a partir de fontes renováveis, tal como células fotovoltaicas, turbinas eólicas ou estações de biogás. As energias renováveis são atualmente a forma mais barata e limpa (menos poluente) de produção de energia[2] que pode ser produzida na UE. Por isso, elas são importantes para alcançarmos um fornecimento de energia acessível, segura e sustentável.

artistic sketch of the energy sources (old and new) personified in framed photos. The renewable are: offshore wind energy, onshore wind energy, hydropower, biomass, solar power.
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©Ellery Studio, Berlin, uso amavelmente permitido

Rumo a uma Europa climaticamente neutra

A resposta da UE à crise energética tem três vértices: 1) economizar energia, 2) diversificar o fornecimento de energia (diferentes fontes de energia com origem em diferentes países) e 3) acelerar a utilização de energia limpa.[3] As três medidas são, também, importantes para tornar a Europa neutra em termos climáticos a longo prazo. Para enfrentar a crise climática global, a UE quer ser o primeiro continente com impacto neutro no clima até meados deste século. Esta meta foi estabelecida no chamado “European Green Deal”, que apresenta orientações para a transição para uma economia sustentável e próspera na Europa.[4] Para atingir este objetivo, a UE deve acelerar a transição para as energias renováveis. Até 2030, 55% da oferta de energia deve ser através de fontes renováveis. É bom termos uma orientação, mas é fundamental iniciar o caminho para chegar ao destino. É importante saber para onde queremos ir, mas as políticas para lá chegarmos devem ser implementadas. Definir os incentivos certos não é uma tarefa fácil porque os sistemas energéticos são complexos: devemos tomar decisões sobre quais as tecnologias e quais os investimentos em tecnologias e infraestruturas, tendo em conta também as pessoas e o ambiente, que serão afetados pela transição.

Modelos de energia como laboratórios

Os modelos de energia podem ser úteis na tomada de decisões, para os políticos e outros decisores, sobre como planear e investir em energia. No projeto “Sustainable Energy Transition Laboratory” (SENTINEL),[5] usamos doze modelos de energia para verificar se é possível dependermos apenas de energias renováveis no futuro. Podemos considerar os modelos de energia como laboratórios computadorizados que representam, de forma simplificada, o nosso mundo complexo: introduzimos diferentes variáveis no modelo, tais como quanta energia precisamos, o vento e luz solar disponíveis numa determinada área e o custo de certas tecnologias. O modelo informa-nos sobre locais ideais para instalar determinado tipo de tecnologia e quanto custará, bem como uma perspetiva de como o nosso sistema de energia funcionaria em 2030 ou 2050. Por exemplo, os meus colegas que trabalham com um modelo chamado “Euro-Calliope” desenvolveram um explorador de dados. Usamo-lo para explorar mais de 400 opções em como tornar a Europa neutra em termos climáticos (veja abaixo)[6]  O modelo mostra que há muitas formas de eliminar os combustíveis fósseis e a mensagem é clara: é possível fornecer energia limpa durante todo o ano, mesmo que às vezes não sopre vento ou o sol não brilhe.

Uma captura de ecrã de explore.calliope.pe que mostra a diversidade de opções para eliminar os combustíveis fósseis e alcançar a neutralidade de carbono em todo o sistema energético europeu

Outro modelo que utilizámos chama-se EnergyPLAN. Simula o consumo dos sistemas nacionais de energia por hora e tem em consideração eletricidade, aquecimento, refrigeração, indústria e transporte. Tal como o Calliope, ajuda-nos a projetar sistemas de energia 100% renovável. O modelo DESSTINEE (Demand for Energy Services, Supply, and Transmission in Europe) complementa os outros modelos, focando-se na procura de energia e nos desafios económicos do desenvolvimento das infraestruturas energéticas necessárias.

No entanto, tais modelos não devem ser considerados como ‘máquinas da verdade’ ou ‘bolas de cristal’. Permitem apenas facilitar a discussão sobre as diferentes opções: mais painéis fotovoltaicos vs. mais turbinas eólicas, maior ou menor rede de distribuição, maior ou menor capacidade de armazenamento, etc.

Os modelos de computador têm melhorado ao longo dos anos na análise de detalhes técnicos, mas os modelos de energia muitas vezes negligenciam aspetos sociais e ambientais importantes.[7] Ou seja, modelos como o Calliope podem dizer-nos onde seria melhor, do ponto de vista técnico, instalar determinada tecnologia. Na realidade, as pessoas que moram nesse local podem não gostar da ideia de terem turbinas eólicas ou uma central de biogás ao lado das suas casas. Além disso, as tecnologias de energia renovável são construídas a partir de matérias-primas e requerem muito terreno – aspetos que não são considerados na maioria dos modelos. Os investigadores, como eu, trabalham em colaboração com políticos, indústria energética e organizações não governamentais, para recolher dúvidas e preocupações das pessoas e quais os desafios de energia que enfrentam.[8] Com esta informação, os investigadores podem melhorar os modelos.

No projeto SENTINEL,[5] desenvolvemos novas ferramentas de modelagem e relacionamo-las com modelos já existentes, tal como o Euro-Calliope, para uma melhor abordagem dos aspetos não técnicos. Conseguimos mostrar que diferentes opções para o nosso futuro energético oferecem diferentes oportunidades e têm diferentes impactes ambientais. Consequentemente, os modelos podem tornar-se mais realistas e fornecer melhor aconselhamento aos políticos.

Como podemos participar na transição energética?

Com a transição energética, vamos precisar de caminhar no sentido da produção de energia baseada em energia renovável. Isto também significa, provavelmente, que a energia que consome será produzida mais perto de si. Mas isso não é tudo. Também pode tornar-se um produtor de eletricidade e até compartilhar a eletricidade com os seus vizinhos. Há um número crescente de comunidades e cidadãos que estão a construir os seus próprios parques de painéis solares ou eólicos. No website da REScoop – uma rede europeia com mais de 1900 cooperativas europeias de energia e os seus 1 250 000 cidadãos empenhados na transição energética – pode pesquisar projetos de energia próximos de si.

Alguns municípios querem mesmo alcançar a autarquia energética; o que significa tornarem-se autossuficientes para que a necessidade de eletricidade possa ser garantida a 100% por energia renovável local. Usando dados do modelo Euro-Calliope, os investigadores criaram um mapa de viabilidade de autarquia energética a partir de sol e vento em países, regiões e municípios europeus. Neste estudo,[9] descobriram que o potencial da energia solar e eólica é suficientemente grande para fornecer eletricidade à Europa. No entanto, nem todos os municípios conseguirão ser autossuficientes. Um exemplo é a cidade de Berlim na Alemanha; as boas notícias, no entanto, são que a área menos densamente povoada nos arredores de Berlim tem a possibilidade de produzir mais eletricidade do que o necessário. Veja o mapa da autarquia energética e descubra se o seu país, região ou mesmo município se pode tornar autossuficiente!

Mapa criado por Tim Tröndle.
©Tim Tröndle

Existem muitas formas pelas quais as pessoas, como você, se podem envolver na transição energética. Por exemplo:

  1. Economize energia no que puder, porque tudo o que não é usado é ainda melhor e ajudar-nos-á a passar o inverno em tempos de crise.
  2. Use equipamentos eficientes porque gastam menos energia do que os outros aparelhos. Existem também aparelhos inteligentes, como termostatos inteligentes, que permitem regular melhor o consumo no aquecimento doméstico.
  3. Mude para um fornecedor de energia verde que invista e construa painéis solares e turbinas eólicas.
  4. Instale painéis solares em residências e escolas.
  5. Vote e exija que os governos locais e nacionais façam mais pela transição energética.

Você também pode fazer a diferença. Torne-se parte do movimento global e informe os seus amigos. Conhecimento é poder!

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Lecturers Without Borders (LeWiBo) é uma ONG sem fins lucrativos que visa levar ciência e cientistas para a sala de aula – tanto online quanto presencialmente – para capacitar, inspirar e motivar os alunos e garantir um ambiente seguro para diálogo, discussão e intercâmbio entre cientistas, professores e alunos.

A rede de cientistas da LeWiBo usa as oportunidades de viagem (participação em conferências científicas, férias, etc.) para dar palestras gratuitas em escolas e universidades locais por todo o mundo. As palestras online, no formato de webinar, são organizadas quando a presença física do cientista em sala de aula não é possível.

A rede LeWiBo é atualmente composta por 340 palestrantes que cobrem uma ampla gama de disciplinas STEM e podem apoiar até 8.000 escolas em todo o mundo. Para obter mais informações ou aceder a recursos gratuitos, visite: www.lewibo.org


References

[1] Eurostat (2020) Shedding light on energy in the EU. 2022 interactive edition: https://ec.europa.eu/eurostat/cache/infographs/energy/index.html?lang=en

[2] IRENA (2021) Majority of New Renewables Undercut Cheapest Fossil Fuel on Cost: https://www.irena.org/news/pressreleases/2021/Jun/Majority-of-New-Renewables-Undercut-Cheapest-Fossil-Fuel-on-Cost

[3] European Commission (2022) REPowerEU. Affordable, secure and sustainable energy for Europe: https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal/repowereu-affordable-secure-and-sustainable-energy-europe_en

[4] European Commission (2021) Delivering the European Green Deal: https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal/delivering-european-green-deal_en

[5] Sustainable Energy Transition Laboratory (SENTINEL): https://sentinel.energy/

[6] Euro-Calliope Data Explorer (2022): https://explore.callio.pe/

[7] Süsser D et al. (2022) Why energy models should integrate social and environmental factors: Assessing user needs, omission impacts, and real-word accuracy in the European Union. Energy Research & Social Science 92: 102775. doi: 10.1016/j.erss.2022.102775

[8] Süsser D et al. (2022) Better suited or just more complex? On the fit between user needs and modeller-driven improvements of energy system models. Energy 239(Part B): 121909. doi: 10.1016/j.energy.2021.121909

[9] Tröndle T, Pfenninger S, Lilliestam J (2019). Home-made or imported: On the possibility for renewable electricity autarky on all scales in Europe. Energy Strategy Reviews 26: 1–13. doi: 10.1016/j.esr.2019.100388

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Author(s)

A Dra. Diana Süsser é especialista sénior em política energética e transições adequadas. Atualmente trabalha como coordenadora de projetos e investigadora no IEECP.

Ela também é apaixonada pela partilha de conhecimentos com a próxima geração, fazendo palestras na rede LeWiBo. Desde que ingressou na LeWiBo, a Dr. Süsser ministrou inúmeras palestras presenciais e online para estudantes em todo o mundo.

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