Fontes e tecnologias de energia renovável
O que é a energia renovável?
Você provavelmente já ouviu o termo “energia renovável” mencionado no mesmo contexto que o aquecimento global e as mudanças climáticas. Mas o que é exatamente a energia renovável? E por que isso é tão importante?
Energia renovável refere-se a fontes de energia natural ou processos de produção que podem ser continuamente reabastecidos ou replicados. Nunca ficaremos sem vento ou luz do sol, por exemplo. De fato, as turbinas eólicas e os painéis solares estão entre as principais fontes de energia renovável.
Além de serem infinitamente disponíveis, recursos renováveis ou “renováveis” geralmente criam menos sobrecarga do que suas contrapartes não renováveis, tornando-as uma opção mais saudável para pessoas, animais e o planeta. Não é surpresa que os líderes globais e os defensores ambientais estejam incentivando as energias renováveis como a chave para criar um futuro ambiental mais sustentável.
Por outro lado, as fontes de energia não renovável, como petróleo, gás e carvão têm quantidade limitada, não podem ser reabastecidas e não estão disponíveis em todas as regiões do mundo. Pense no petróleo cru: embora muitos países o produzam, o Departamento de Administração de Informações sobre Energia dos Estados Unidos relata que mais de metade da oferta de petróleo cru do mundo tenha origem em apenas cinco países. O mais importante é que as fontes de energia não renováveis, como esses combustíveis fósseis com base em carbono, são considerados um dos maiores responsáveis pelas mudanças climáticas.
A busca pela emissão líquida zero
Com os governos, as empresas e os indivíduos enfrentando o fato de que o aquecimento global e a mudança climática estão entre as maiores ameaças de nosso tempo, as energias renováveis vêm crescendo exponencialmente em popularidade e adoção. Graças ao auxílio de tecnologias modernas, as fontes de energia renovável de hoje se tornaram mais confiáveis e econômicas, mais do que os combustíveis fósseis.
Reconhecendo que os esforços individuais para limitar o aquecimento global e a mudança climática irreversível não são suficientes, vários países em todo o mundo assinaram o Acordo de Paris em 2016. Esse tratado internacional estipula que os governos em todo o mundo farão o possível para atingir a “emissão líquida zero”, removendo ao máximo o dióxido de carbono liberado na atmosfera da terra até o ano de 2050.
A transição contínua do mundo para fontes de energia que liberam a quantidade mínima de gases de efeito estufa na atmosfera é a maneira como teremos sucesso em interromper as mudanças ambientais catastróficas que já estão sendo percebidas. E as energias renováveis – que são muitas vezes “mais limpas e verdes” do que as energias não renováveis – estão na vanguarda deste esforço.
Fontes de energia renováveis comuns
Novos esforços estão sendo feitos diariamente para desenvolver e implementar fontes de energia renováveis sem causar maiores danos ao planeta. Vamos analisar algumas das fontes de energia alternativa mais prevalentes:
Energia solar
Com alimentação solar ou fotovoltaica, são as células feitas de silício ou outros materiais que transformam a luz do sol em eletricidade. A quantidade de energia solar que pode ser armazenada e usada depende do período do dia, da estação e da localização geográfica das células solares. Sendo assim, apenas 90 minutos de luz do sol capturada da superfície da terra seriam suficientes para abastecer todo o uso de energia do planeta por um ano, de acordo com o Departamento de Energia dos Estados Unidos.
Os parques solares não estão limitados ao solo. Elas também podem residir em corpos d’água como reservatórios e lagos. Esses painéis solares são chamados de fotovoltaicos flutuantes. Quando instalados e fabricados com responsabilidade, os sistemas de energia solar não têm um impacto ambiental adverso, pois não produzem líquidos de ar ou versões de efeito de efeito solar.
Energia eólica
O vento faz as pás da turbina girarem, que um gerador usa para produzir eletricidade. Uma das maiores reclamações sobre a energia eólica é que os moinhos de vento colossais (e geralmente considerados feios) usados para gerar energia eólica ocupam quantidades imensas de terra.
Parques eólicos em alto-mar são uma alternativa popular aos instalados em terra. Embora parques eólicos em alto-mar tenham desvantagens, incluindo possibilidade de clima volátil e águas agitadas onde as turbinas precisam funcionar, e o custo exorbitante de instalação de cabos de alimentação no fundo do mar, o fornecimento ilimitado de vento faz deles um recurso atrativo.
Energia geotérmica
Criada em poços construídos com essa finalidade que extraem água aquecida pelo magma, uma mistura fundida de minerais e gases do núcleo da terra. Ao subir para a superfície da terra, a água se transforma em vapor, que ativa as turbinas e aciona os geradores de energia a fim de produzir eletricidade. Bombear o vapor e a água quente de volta para a terra diminui as emissões geradas pela energia geotérmica, o que faz desse um recurso hidrotérmico ecológico.
Determinadas partes do mundo, como a Islândia, têm uma abundância de recursos geotérmicos acessíveis e disponíveis, enquanto outras regiões têm escassez desse recurso natural. Outra desvantagem é que escavar em pontos de acesso geológico para criar poços pode causar dano ambiental substancial e aumentar o risco de terremotos.
Energia hidrelétrica
Refere-se a barragens construídas para controlar o fluxo de água. A água direcionada gira as pás da turbina de um gerador, criando eletricidade. Devido à confiabilidade dessa fonte, a energia hidroelétrica é normalmente mais confiável do que a energia solar ou eólica. Essa confiabilidade posiciona a energia hidroelétrica como a maior fonte de energia renovável para eletricidade nos Estados Unidos.
Grandes hidrelétricas, também conhecidas como megabarragens, não são consideradas energias não renováveis porque desviam e diminuem fluxos de água natural. Animais e humanos nas adjacências podem sofrer por perderem algum ou todo o acesso à água de que dependem. Da mesma forma, hidrelétricas pequenas, que têm uma capacidade instalada de menos do que aproximadamente 40 megawatts, desviam apenas uma fração do fluxo de água em comparação com suas irmãs maiores. E, se forem gerenciadas com cuidado, não criam tantos danos ambientais.
Energia de marés
Outro exemplo de energia hidrelétrica, apenas esse recurso depende das correntes de marés do oceano que ocorrem duas vezes por dia para acionar os geradores de turbinas. Embora ainda seja um recurso nascente, a natureza altamente previsível da força das marés faz disso uma fonte de energia atrativa e sustentável. Assim como ocorre com as barragens, alguns métodos de energia de marés podem prejudicar a vida selvagem e o ambiente em volta. As barragens de marés, por exemplo, operam de maneira similar às barragens, mas estão localizadas em baías oceânicas ou lagoas.
Energia de biomassa
Refere-se ao calor que é gerado com a queima de materiais de usinas que acionam uma turbina de vapor a fim de gerar eletricidade. A energia de biomassa é criada com a transformação de resíduos em combustível. Essa conversão de resíduos pode produzir energia com custos financeiros e ambientais baixos.
Por exemplo, rejeitos de madeira, como aglomerados de serraria, podem ser usados para energia de biomassa em vez de deixá-los para se decomporem em aterros onde elevariam os níveis de carbono. Dito isso, muitas formas de biomassa não são consideradas fontes de energia limpa, porque já está comprovado que geram mais emissões de carbono do que combustíveis fósseis.
Tecnologias de energia renovável e computação em nuvem
Embora as ações devidas tenham sido tomadas para implementar fontes de energia renovável, como casas abastecidas por energia solar e geotérmica no nível individual, é crucial abordar a crise climática no nível comercial e da indústria. Consumidores individuais estão fazendo progressos com o crescente movimento de painéis solares nos telhados a fim de gerar energia para veículos elétricos, mas qualquer progresso no nível da indústria para dar suporte e capacitar soluções de energia mais limpa invariavelmente incluirá benefícios ambientais de computação em nuvem.
Embora as tecnologias digitais reduzam impactos ambientais prejudiciais por exigirem menos energia, a computação em nuvem ainda permanece “aterrada” no planeta por meio do datacenter. Algumas tecnologias de computação em nuvem consomem enormes quantidades de energia não renovável, por exemplo, a mineração de criptomoeda. Uma análise realizada pela Universidade de Cambridge estima que a mineração de criptomoeda de apenas uma empresa, a Bitcoin, usa mais eletricidade gerada por carvão anualmente do que países inteiros do tamanho da Noruega ou Argentina.
Algumas empresas de serviços de nuvem, como a Microsoft, estão focadas em dar suporte a tecnologias de energia renováveis por aprimorarem o desempenho e a eficiência e reduzirem o consumo de energia para ajudar a minimizar o impacto ambiental de datacenters físicos.
Inovações sobre computação em nuvem
Exemplos de benefícios ambientais de computação em nuvem incluem inovações como:
- Resfriamento de imersão líquida: este método de resfriamento de servidor ajuda a reduzir o consumo de energia e água, enquanto fornece maior energia de processamento.
- Pilhas UPS interativas da grade: pequenas etapas como implementar pilhas UPS interativas da grade ajudam a reduzir a demanda na grade.
- Combustíveis mais limpos para backup de energia: alimentar geradores de backup de datacenter com combustíveis com menos intensidade de carbono no lugar de diesel tradicional ajuda a reduzir as emissões de carbono.
A computação em nuvem nunca pode ser um remédio universal ou uma solução simples para abordar a mudança climática, mas há muitas tecnologias digitais interessantes para dar suporte a energias renováveis. Essas tecnologias ajudam porque reduzem o uso de energia e auxiliam a transição para uma grade mais neutra de carbono.
Inovações de nuvem para energia e serviços elétricos
Alguns exemplos de soluções de nuvem inovadoras na indústria de energia e serviços elétricos são:
Redes inteligentes ou “inteligentes”
Estas tecnologias em nuvem otimizam a gestão de energia de uma empresa. Eles empregam dados interativos de milhões de sensores usados por clientes individuais, contando com fontes de energia alternativas, como painéis solares em telhados e carros elétricos, para operar a rede elétrica com mais eficiência.
Inteligência artificial e aprendizado de máquina
As empresas de energia usam dados e IA para combinar de forma inteligente a procura e a oferta de fontes de energia renováveis. Tecnologias como os gêmeos digitais permitem que as empresas melhorem o balanceamento de carga, integrem recursos de energia distribuídos, controlem dispositivos e automatizem operações para otimizar o uso de energia.
IoT (a Internet das Coisas)
Usando sensores de dispositivos e manutenção preditiva, as empresas gerenciam e ampliam os ciclos de vida de máquinas e outros ativos. Isto permite a redução do uso de fontes não renováveis de energia e materiais envolvidos na nova fabricação.
Tecnologia de captura de carbono
Embora não seja uma fonte de energia renovável em si, a captura de carbono mitiga o impacto ambiental do dióxido de carbono ao capturar e armazenar as emissões das chaminés. Pode até extrair dióxido de carbono do ar e depois armazená-lo no subsolo ou reciclá-lo para fabricar novos produtos, como combustível ou materiais de construção. Essas tecnologias usam painéis avançados de emissões, IA e tecnologia de gêmeo digital IoT para melhorar a captura e o armazenamento de carbono.
Tendências da indústria de energia renovável
A adoção de fontes de energia renovável está atingindo aumentos recordes. De acordo com a Agência Internacional da Energia (IEA), um fórum de energia composto por 29 países que promovem políticas sólidas, a capacidade de energia renovável deve expandir globalmente em 50 por cento antes de 2024. Em termos de crescimento, a energia solar tem uma participação maior nesse escopo, mas a energia eólica, geotérmica e hidrelétrica não ficam muito atrás.
A inclinação para a energia solar
A IEA também prevê que a energia solar representará 60 por cento do crescimento da indústria de energia renovável global até 2025. Países como China, Bélgica, Países Baixos, Áustria, Austrália e Estados Unidos devem liderar, cada um com previsão de adicionar milhões de instalações solares.
Por que a adoção de energia solar está em expansão? Em primeiro lugar, o custo de instalação de painéis solares vem caindo ao longo dos anos e deve continuar despencando. Em segundo lugar, a energia solar é mais acessível e oferece mais liberdade do que fontes de energia que exigem locais específicos, como vento e energia hidrelétrica. Cada lugar na Terra recebe a luz do sol, não importa a condição climática.
Com o crescimento da adoção, a indústria solar está voltada para expandir os recursos de armazenamento e refinar a distribuição para que residências e empresas possam funcionar independentemente do clima. Esse aumento na consistência estimulará que mais corporações, governos e residências optem pela energia solar.
Energia eólica: em terra e em alto-mar
A capacidade de energia eólica cresce globalmente, assim como a sua adoção. Neste momento, a China é a líder; no entanto, os Estados Unidos e o Japão estão alcançando graças a legislação promissora.
Nos Estados Unidos, a administração Biden-Harris comprometeu-se a implantar 30 gigawatts de energia eólica em alto-mar até 2030. Legisladores no Japão criaram leis para estimular a construção de turbinas em portos e incentivar desenvolvedores a criar parques eólicos em alto-mar. O país pode até mesmo substituir os reatores nucleares por turbinas em alto-mar.
O reinado da energia hidrelétrica e o crescimento da geotérmica
De acordo com a IEA, embora a energia hidrelétrica continuará a ser a fonte primária de energia renovável do mundo no futuro próximo, ela não verá o mesmo crescimento da energia solar ou eólica. Localizações adequadas e econômicas já estão em oferta escassa, o que aumenta os custos.
A energia geotérmica, já prevalente na Islândia e em países da Bacia do Pacífico, tem previsão de crescer 28 por cento até 2024. Os países asiáticos, especialmente Indonésia e as Filipinas, já estão aumentando a capacidade sem sinais de desaceleração.
Deixando para trás a energia “suja”
O que o futuro da energia renovável significa para nossas fontes de energia tradicionais? A diminuição dos custos e o aumento da demanda no setor de energia limpa farão as principais empresas de petróleo e gás expandirem os investimentos em energias renováveis. De fato, o IEA prevê que “as energias renováveis superarão o carvão e se tornarão a maior fonte de geração de eletricidade em todo o mundo até o ano de 2025”.
Enquanto isso, as nações do Oriente Médio, como Arábia Saudita, farão a transição completa e abandonarão o petróleo graças a uma fonte de energia muito mais renovável e abundante: a luz do sol. Especialistas dizem que o país poderia perfeitamente migrar para um sistema de energia 100 por cento renovável até 2040, se a tecnologia de armazenamento de energia continuar a avançar e os órgãos regulatórios aprovarem a legislação correta.
A North American Supergrid
Embora o mundo pareça pronto para adotar completamente as energias renováveis, a infraestrutura de energia atual não foi criada para dar suporte adequado a essa mudança. Por exemplo, nos Estados Unidos, uma das maiores questões no momento é como transferir energia de maneira eficiente em todo o país.
Conheça a North American Supergrid. Proposta pelo Climate Institute, uma organização sem fins lucrativos de Washington, D.C., essa nova super rede tornaria a energia renovável muito mais acessível. Quando estiver em funcionamento, os Estados Unidos poderiam transferir energia solar de parques no sudoeste para as principais cidades no nordeste.
Em teoria, uma rede de transmissão de corrente contínua de alta tensão (HVDC) seria instalada em cima de sistemas de distribuição regionais existentes dando a todos o acesso a energia renovável sem alterar como a eletricidade está sendo usada no momento em residências e empresas. Se for implementada, essa super rede tornaria a energia limpa mais competitiva em um mercado dominado pelos combustíveis fósseis.
Inovações e exemplos de energia renovável do mundo real
Muitas empresas, indústrias e governos estão realizando ações louváveis para incorporar tecnologias de nuvem inteligentes e inovadoras em suas iniciativas de energia renovável, algumas até mesmo comprometendo-se a utilizar energia renovável de modo principal ou completo no futuro próximo.
Axpo
A Axpo,’o maior produtor de energia renovável da Suíça, está usando a Azure Cognitive Search, a Azure Mapas e a Power BI para permitir que seus engenheiros de grade e equipes de manutenção localizem facilmente dados abrangentes e atualizados sobre a condição de cada ativo de grade. Isso reduz o tempo de pesquisa em até 99%, facilita a identificação de áreas problemáticas quase em tempo real e abre a maneira de automatizar várias tarefas de gerenciamento de ativos de grade. Tudo isso reduz significativamente o tempo necessário para concluir muitas atividades operacionais.
SSE Renewables
Outro líder europeu em energia renovável, a SSE Renewables, que cria mais parques eólicos em alto-mar do que qualquer empresa em todo o mundo, está usando inteligência artificial, IoT e tecnologia de nuvem para garantir que seus esforços não prejudiquem os ecossistemas e a vida selvagem no entorno. Por exemplo, a empresa monitora a integridade de pássaros da vizinhança com câmeras de vídeo digital remoto que fazem upload de dados para um sistema de nuvem habilitado para inteligência artificial que rastreia a atividade e a vitalidade de cada animal individualmente.
Vattenfall
A Vattenfall, empresa de energia multinacional de propriedade do governo sueco, é outra pioneira em energia renovável. Junto com a Microsoft, a empresa criou um serviço que atende à demanda instantânea por energia renovável com fornecimento disponível imediatamente. Algumas energias renováveis nem sempre estarão disponíveis no momento em que uma empresa precisa delas. O sol nem sempre brilha e o vento nem sempre sopra afinal de contas. Mas com o serviço equivalente ininterrupto da Vattenfall, as empresas conseguem migrar para eletricidade 100 por cento livre de combustíveis fósseis. Por exemplo, se nenhuma eletricidade solar estiver disponível durante um horário específico, o serviço oferecerá às empresas uma fonte de energia renovável que esteja disponível.
Fundo Nacional para a Proteção Ambiental e Gestão dos Recursos Hídricos
No setor governamental, o Fundo Nacional para a Proteção Ambiental e Gestão dos Recursos Hídricos da Polônia está usando a computação em nuvem para ajudar os cidadãos poloneses a receberem incentivos para reformarem suas casas a fim de usar energia mais eficiente e que cause menos poluição do ar. A organização simplificou a administração de seu programa de incentivos para digitalizar completamente seu processo de inscrição de benefícios para quem concede e quem recebe. Desde que a organização modernizou seu programa de incentivos, mais de 215.000 residências polonesas receberam esses benefícios de energia.
The Met Office
Finalmente no Reino Unido, um líder global na busca pela emissão líquida zero, The Met Office, o serviço nacional do clima, está utilizando a computação em nuvem para ajudar a buscar a energia 100 por cento renovável. Controlar e prever padrões climáticos consome uma quantidade alta de dados, criando simulações complexas, utilizando big data e análises poderosas. Em vez de depender de um supercomputador físico para fazer frente a essas cargas de trabalho, a The Met Office está usando um serviço de supercomputação inteligente baseado em nuvem. Usando esse serviço de nuvem, a agência prevê que economizará 7.415 toneladas de carbono.
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Onde quer que você esteja em seu caminho para a emissão líquida zero, o Microsoft Cloud for Sustainability permite que você amplifique o progresso e transforme seus negócios por meio de recursos ambientais, sociais e de governança (ESG).
Perguntas frequentes sobre energia renovável
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As fontes mais populares de energia renovável incluem o seguinte:
- Energia solar—criada transformando luz do sol em eletricidade.
- Energia—barreiras criadas por humanos, como diques que controlam o fluxo de água para criar eletricidade.
- Energia eólica—produzida por moinhos que convertem energia eólica em eletricidade.
- Energia de maré— depende das atuais do oceano para alimentar geradores de turbina.
- Energia geotermal—criadas em contêineres criados por humanos que extraem água extraída do núcleo da Terra.
- Energia de biomassa—criada pela transformação de resíduos em combustível.
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Várias fontes de energia renováveis são consideradas altamente eficientes porque seu fornecimento é essencialmente infinito. Isso inclui vento, sol e as ondas do oceano. Para entender como esses recursos são úteis, considere esta estatística: De acordo com os EUA Departamento de Energia, leva apenas 90 minutos de luz do sol capturada na superfície da Terra para abastecer todo o uso de energia do planeta por um ano. Não surpreendentemente, a energia solar é uma das formas de crescimento mais rápido de energia renovável em todo o mundo.
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Pode-se argumentar que os sistemas de energia solar são os mais seguros, pois eles não produzem líquidos de ar ou delas e não têm nenhum impacto ambiental adverso.
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As fontes renováveis têm uma série de vantagens em relação aos combustível de combustível. Como as fontes renováveis são criadas com base em recursos naturais, como vento e água, elas são mais confiáveis, confiáveis e econômicas do que os combustível de gás. As fontes renováveis mais importantes geralmente criam menos petróleo do que os combustível de carbono, que agora são considerados—uma das maiores causas de mudanças climáticas.
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