Tecnologias e fontes de energia renováveis
O que são energias renováveis?
É provável já ter ouvido o termo "energias renováveis" ser associado a "aquecimento global" e "alterações climáticas". Mas o que são exatamente as energias renováveis? E por que motivo são tão importantes?
As energias renováveis referem-se a fontes de energia naturais ou processos de produção que podem ser continuamente repostos ou replicados. Nunca haverá escassez de vento ou luz solar, por exemplo. Na verdade, as turbinas eólicas e os painéis solares estão entre as principais fontes de energia renováveis.
Para além de estarem sempre disponíveis, os recursos renováveis ou "energias renováveis" normalmente criam menos poluição face às fontes não renováveis, o que as torna uma opção mais saudável para as pessoas, os animais e o planeta. Assim, não é surpreendente que os líderes globais e os defensores do meio ambiente considerem as energias renováveis como a chave para criar um futuro mais sustentável do ponto de vista ambiental.
Por outro lado, as fontes de energia não renováveis como o petróleo, gás e carvão existem em quantidade limitada, não podem ser repostas rapidamente e não estão disponíveis em todas as regiões do mundo. Considere o crude: embora muitos países o produzam, a Administração Americana de Informação de Energia afirma que mais de metade do crude do mundo tem origem em apenas cinco países. Acima de tudo, as fontes de energia não renováveis como estes combustíveis fósseis à base de carbono são consideradas um dos maiores contribuidores para as alterações climáticas.
A missão para o consumo zero líquido de energia
Com os governos, as empresas e os clientes a reconhecerem que o aquecimento global e as alterações climáticas estão entre as maiores ameaças da nossa vida, as energias renováveis cresceram exponencialmente em popularidade e adoção. Com a ajuda das tecnologias modernas, as fontes de energia alternativas atuais não só se tornaram mais fiáveis, como se tornaram mais rentáveis – mais até do que os combustíveis fósseis.
Ao reconhecer que os esforços individuais para limitar o aquecimento global e as alterações climáticas irreversíveis não são suficientes, países de todo o mundo assinaram o Acordo de Paris em 2016. Este tratado internacional estipula que os governos em todo o mundo se irão esforçar por atingir o "consumo zero líquido de energia" – remover tanto dióxido de carbono da atmosfera terrestre quanto o que libertamos para a mesma – até 2050.
A transição contínua do mundo para fontes de energia que libertam o mínimo de gases com efeito de estufa para a atmosfera é a solução para conseguirmos travar as alterações ambientais catastróficas que já se fazem sentir. E as energias renováveis, que normalmente são "mais limpas e mais ecológicas" do que as energias não renováveis, estão na linha da frente deste esforço.
Fontes comuns de energias renováveis
Estão a ser envidados novos esforços diariamente para desenvolver e implementar fontes de energia renováveis sem causar mais danos ao planeta. Vejamos algumas das fontes de energia alternativas mais frequentes:
Energia solar
Alimentada por células solares, ou fotovoltaicas (PV), feitas a partir de silício ou outros materiais que transformam luz solar em eletricidade. A quantidade de energia solar que pode ser armazenada e utilizada depende da altura do dia, da estação e da localização geográfica das células solares. Dito isto, apenas 90 minutos de luz solar capturada na superfície terrestre seriam suficientes para alimentar o consumo de energia do planeta durante um ano, de acordo com o Departamento de Energia dos EUA.
Os parques solares não se limitam a terreno. Também podem situar-se em extensões de água, como reservatórios e lagos. (esses painéis solares denominam-se fotovoltaicos flutuantes ou fotovoltaicos.) Quando instalados e fabricados de forma responsável, os sistemas de energia solar não têm um impacto ambiental adverso, uma vez que não produzem poluentes atmosféricos nem gases com efeito de estufa.
Energia eólica
O vento faz as pás de uma turbina girar, o que um gerador utiliza para produzir eletricidade. Uma das maiores queixas acerca da energia eólica é que os enormes moinhos de vento (frequentemente considerados feios) utilizados para gerar energia eólica ocupam grandes quantidades de terreno.
Os parques eólicos offshore são uma alternativa popular aos terrestres. Embora os parques eólicos offshore tenham as suas desvantagens, incluindo condições atmosféricas potencialmente voláteis e águas turbulentas onde as turbinas têm de funcionar, para além do preço exorbitante da instalação de cabos de alimentação no fundo do mar, o fornecimento ilimitado de vento torna-os um recurso atrativo.
Energia geotérmica
Criada em poços construídos pelo Homem que extraem água aquecida por magma – uma mistura de minerais e gases fundidos – do centro da terra. Ao subir à superfície terrestre, a água transforma-se em vapor que ativa turbinas que, por sua vez, alimentam geradores para produzir eletricidade. O bombeamento do vapor e da água quente para dentro da Terra reduz as emissões libertadas pela energia geotérmica, o que torna este recurso hidrotermal ecológico.
Determinadas partes do mundo, como a Islândia, têm uma abundância de recursos geotérmicos facilmente disponíveis e acessíveis, enquanto outras regiões têm falta deste recurso natural. Outra desvantagem é que fazer escavações em pontos geológicos para construir poços pode causar danos ambientes substanciais e aumentar o risco de terramotos.
Energia hidroelétrica
Refere-se a barragens ou barreiras construídas para controlar o fluxo de água. A água direcionada faz rodar as pás da turbina de um gerador, o que cria eletricidade. Devido à fiabilidade da sua fonte, normalmente a energia hidroelétrica é mais fiável do que a solar ou a eólica. Esta confiança faz da energia hidroelétrica a maior fonte de energia renovável para eletricidade dos Estados Unidos.
As centrais hidroelétricas, também conhecidas como grandes barragens, não são consideradas energias não renováveis porque desviam e reduzem os fluxos de água naturais. Os animais e os humanos perto dessas centrais podem sofrer a perda de parte ou todo o acesso à água de que dependem. Por outro lado, as pequenas centrais hidroelétricas – que têm uma capacidade instalada de aproximadamente menos de 40 megawatts – desviam apenas uma fração do fluxo de água em comparação com as grandes centrais, e aquelas que são geridas com cuidado não criam tantos danos ambientais.
Energia das marés
Outro exemplo de energia hídrica. No entanto, este recurso depende de correntes de marés do oceano duas vezes ao dia para alimentar os geradores da turbina. Embora seja um recurso recente, a natureza altamente previsível da energia das marés torna-a um recurso energético sustentável e atrativo. Tal como as barragens, alguns métodos da energia das marés podem causar danos à vida selvagem e aos respetivos meios envolventes. As barragens de marés, por exemplo, funcionam de forma semelhante às barragens normais, mas situam-se em baias ou lagoas.
Energia de biomassa
Refere-se ao calor gerado por materiais inflamáveis de plantas para alimentar uma turbina de vapor, de forma a gerar eletricidade. A energia de biomassa é criada ao transformar resíduos em petróleo. Esta conversão de resíduos em energia pode fornecer energia com baixos custos financeiros e ambientais.
Por exemplo, os resíduos de madeira, como aparas de serrações, podem ser utilizados para energia de biomassa em vez de deixar que se decomponham em aterros, onde fariam aumentar os níveis de carbono. Dito isto, muitas formas de biomassa não são consideradas fontes de energia limpas, pois demonstraram gerar emissões de carbono mais elevadas do que os combustíveis fósseis.
Tecnologias de energias renováveis e informática em nuvem
Apesar de ter sido feito o apelo à ação certo para implementar fontes de energia renováveis, como casas alimentadas a energia solar e geotérmica a nível individual, continua a ser crucial abordar a crise climática ao nível empresarial e da indústria. Os consumidores individuais estão a fazer progressos com o movimento crescente de painéis solares para alimentar veículos elétricos, mas qualquer avanço ao nível da indústria para apoiar e impulsionar soluções de energia mais limpa incluirá, invariavelmente, os benefícios ambientais da informática em nuvem.
Embora as tecnologias digitais reduzam o impacto ambiental nefasto ao exigirem menos energia, a informática em nuvem permanece "focada" no planeta através do datacenter. Algumas tecnologias de informática em nuvem consumem enormes quantidades de energia não renovável – por exemplo, a mineração de criptomoeda. Uma análise feita pela Universidade de Cambridge estima que a mineração de criptomoeda de apenas uma empresa, Bitcoin, utiliza mais eletricidade gerada a partir de carvão anualmente do que países do tamanho da Noruega ou da Argentina.
Algumas empresas de serviços em nuvem, como a Microsoft, estão focadas em apoiar as tecnologias de energias renováveis ao melhorar o desempenho, a eficácia e ao reduzir o consumo de energia para ajudar a minimizar o impacto ambiental dos datacenters físicos.
Inovações da informática em nuvem
Exemplos dos benefícios ambientais da informática em nuvem incluem inovações como:
- Arrefecimento por imersão líquida: este método de arrefecimento de servidor ajuda a reduzir o consumo de energia e de água, ao mesmo tempo que fornece uma maior potência de processamento.
- Baterias UPS interativas em rede: pequenos passos como implementar baterias UPS interativas em rede ajudam a reduzir a procura na rede.
- Combustíveis mais limpos para backup de energia: alimentar geradores de backup do datacenter com combustíveis menos dependentes de carbono em vez de gasolina tradicional ajuda a reduzir as emissões de carbono.
A informática em nuvem não pode ser uma solução universal ou a única solução para abordar as alterações climáticas, mas existem muitas tecnologias digitais interessantes para apoiar as energias renováveis. Estas tecnologias ajudam ao reduzir o consumo de energia e ao auxiliar na transição para uma matriz mais neutra em carbono.
Saiba mais sobre o compromisso da Microsoft para com a sustentabilidade
Inovações na nuvem de energia e serviços
Alguns exemplos de soluções em nuvem inovadoras nos setores da energia e dos serviços são:
Redes inteligentes
Estas tecnologias de cloud otimizam a gestão energética de uma empresa. Tiram partido de dados interativos provenientes de milhões de sensores utilizados por clientes individuais ao aproveitarem fontes de energia alternativas como painéis solares e carros elétricos para operar a rede de energia de forma mais eficiente.
Inteligência artificial e aprendizagem automática
As empresas do setor da energia utilizam dados e IA para corresponder de forma inteligente a procura e o fornecimento de fontes de energia renováveis. Tecnologias como os duplos digitais permitem que as empresas melhorem o balanceamento de carga, integrem recursos energéticos distribuídos, controlem dispositivos e automatizem operações para otimizar a utilização da energia.
IoT (a Internet das Coisas)
Através de sensores de dispositivos e de manutenção preditiva, as empresas gerem e aumentam os ciclos de vida das máquinas e de outros recursos. Isto permite uma utilização reduzida de fontes de energia e materiais não renováveis que estão envolvidos no fabrico.
Tecnologia de captura de carbono
Embora não seja uma fonte de energia renovável propriamente dita, a captura de carbono mitiga o impacto ambiental do dióxido de carbono ao capturar e armazenar emissões de fumos. Pode até extrair o dióxido de carbono do ar e, em seguida, armazená-lo no subsolo ou reciclá-lo para criar novos produtos, como combustível ou materiais de construção. Estas tecnologias utilizam dashboards de emissões avançados, IA e tecnologia de duplos digitais de IoT para melhorar a captura e o armazenamento de carbono.
Tendências da indústria das energias renováveis
A adoção de fontes de energia renováveis está a atingir níveis recorde. De acordo com a Agência Internacional da Energia (AIE), um fórum de energia composto por 29 países que promovem políticas energéticas sólidas, espera-se que a capacidade de energias renováveis se expanda globalmente em 50% antes de 2024. Em termos de crescimento, a energia solar lidera, mas as energias eólica, geotérmica e hidroelétrica não ficam muito atrás.
Apostar na energia solar
A AIE também prevê que a energia solar represente 60% do crescimento da indústria global das energias renováveis em 2025. Espera-se que a China, a Bélgica, os Países Baixos, a Áustria, a Austrália e os Estados Unidos assumam a liderança, cada um adicionando milhões de instalações solares.
Por que motivo a adoção da energia solar está a crescer? Por um lado, o custo de instalação de painéis solares tem vindo a diminuir ao longo dos anos e prevê-se que continue a cair. Por outro lado, a energia solar é mais acessível e oferece mais liberdade do que fontes de energia que exigem localizações específicas, como as energias eólica e hídrica. Todos os sítios na Terra têm luz solar, independentemente do clima.
Com o crescimento da adoção, a indústria solar está focada em expandir as capacidades de armazenamento e melhorar a distribuição, para que casas e empresas possam continuar a funcionar independentemente das condições atmosféricas. Este aumento em consistência vai incentivar mais empresas, governos e residentes a apostar tudo na energia solar.
Energia eólica: onshore e offshore
À medida que a capacidade de energia eólica aumenta globalmente, a sua adoção também. Neste momento, a China assume a liderança; no entanto, os Estados Unidos e o Japão estão a aproximar-se graças à legislação promissora.
Nos Estados Unidos, a administração Biden – Harris comprometeu-se a implementar 30 gigawatts de energia eólica offshore até 2030. Legisladores no Japão criaram regulamentos para incentivar a construção de turbinas em cais e portos, para além de encorajarem os construtores a criar parques offshore. Este país pode até substituir os seus reatores nucleares por turbinas offshore.
O reinado da energia hídrica e a ascensão da energia geotérmica
De acordo com a AIE, embora a energia hídrica continue a ser a principal fonte de energia renovável num futuro próximo, não terá o mesmo crescimento que as energias solar ou eólica. As localizações adequadas e rentáveis são escassas, o que faz aumentar os custos.
Prevê-se que a energia geotérmica, já predominante na Islândia e nos países da orla do Pacífico, cresça 28% até 2024. Os países asiáticos, especialmente a Indonésia e as Filipinas, já estão a aumentar a sua capacidade e não mostram sinais de abrandamento.
Esquecer a energia "poluente"
O que significa o futuro das energias renováveis para as nossas fontes de energia tradicionais? Verificar baixos custos e uma procura crescente no setor da energia limpa vai levar grandes empresas de petróleo e de gás a expandir os seus investimentos em energias renováveis. Na verdade, a AIE prevê que "as energias renováveis ultrapassem o carvão e se tornem a maior fonte de produção de eletricidade em todo o mundo, em 2025."
Enquanto isso, nações do Médio Oriente, como a Arábia Saudita, poderiam esquecer o petróleo e fazer a transição completa graças à sua abundância numa fonte de energia muito mais renovável: a luz solar. Os especialistas afirmam é possível este país mudar para um sistema de energia 100% renovável até 2040, se a tecnologia de armazenamento de energia continuar a evoluir e os órgãos reguladores aprovarem a legislação correta.
A Supermatriz Norte-americana
Embora o mundo pareça estar pronto para aderir totalmente às energias renováveis, a infraestrutura de energia atual não foi concebida para suportar esta mudança de forma eficaz. Por exemplo, nos Estados Unidos, uma das maiores questões do momento gira em torno de como transferir energia num país de forma eficaz.
Explore a Supermatriz Norte-americana. Proposta pelo Instituto do Clima, uma organização sem fins lucrativos sediada em Washington, D.C., esta nova matriz energética tornaria as energias renováveis muito mais acessíveis. Depois de implementada, os Estados Unidos poderiam mover energia solar de parques no sudoeste para grandes cidades no nordeste.
Em teoria, uma corrente contínua de alta tensão (HVDC) nodal seria instalada por cima de sistemas de distribuição regional existentes, dando a todos acesso a energia renovável sem alterar a forma como a eletricidade é utilizada atualmente em casas e empresas. Se fosse implementada, esta supermatriz poderia tornar a energia limpa mais competitiva num mercado onde os combustíveis fósseis dominam.
Inovações de energias renováveis reais e exemplos
Muitas empresas, indústrias e governos estão a dar passos louváveis para incorporar tecnologias da cloud inovadoras e inteligentes nos seus esforços em matéria de energias renováveis – alguns até se comprometeram a funcionar principal ou totalmente com energias renováveis num futuro próximo.
Axpo
A Axpo, o maior produtor de energia renovável da Suíça, está a utilizar o Azure Cognitive Search, o Azure Maps e o Power BI para permitir que os seus engenheiros de rede e equipas de manutenção encontrem facilmente dados abrangentes e atualizados sobre o estado de cada recurso da rede. Isto reduz o tempo de pesquisa em até 99%, facilita a identificação de áreas problemáticas quase em tempo real e abre caminho à automatização de várias tarefas de gestão de recursos de rede. Tudo isto reduz significativamente o tempo necessário para concluir muitas atividades operacionais.
SSE Renewables
Outro líder europeu em energias renováveis, SSE Renewables – que constrói mais parques eólicos offshore do que qualquer outra empresa no mundo – está a utilizar IA, IoT e tecnologia da nuvem para garantir que os seus esforços não causam danos à vida selvagem e ecossistemas envolventes. Por exemplo, a empresa monitoriza o estado de saúde de pássaros na zona com câmaras de vídeo digitais remotas que carregam dados para um sistema na nuvem compatível com IA, que monitoriza a atividade e a vitalidade de cada animal.
Vattenfall
Vattenfall, uma multinacional de energia sob tutela do governo sueco, é outra pioneira em energias renováveis. Em conjunto com a Microsoft, a empresa criou um serviço que faz a correspondência entre a procura instantânea de energias renováveis e a oferta imediatamente disponível. Algumas energias renováveis nem sempre vão estar disponíveis quando uma empresa precisar delas. (Afinal, o sol nem sempre brilha e o vento nem sempre sopra). Mas com o serviço de correspondência contínuo da Vattenfall, as empresas que pretendem mudar para eletricidade 100% livre de energia fóssil, podem fazê-lo. Por exemplo, se a eletricidade solar não estiver disponível numa determinada hora, o serviço fará a correspondência com uma fonte de energia renovável que esteja disponível para as empresas.
Fundo Nacional para a Proteção do Ambiente e Gestão da Água
No setor público, o Fundo Nacional para a Proteção do Ambiente e Gestão da Água da Polónia está a utilizar a informática em nuvem para fazer com que seja mais fácil os cidadãos polacos se candidatarem e receberem subsídios para tornar as suas casas mais eficientes energeticamente e menos propícias à poluição do ar. A organização simplificou a administração do seu programa de incentivos ao digitalizar o processo de candidatura a subsídios, o que faz com que seja mais fácil os cidadãos se candidatarem a subsídios de eficiência energética e a organização recompensá-los. Desde que a organização modernizou o programa de incentivos, mais de 215 mil famílias polacas receberam estes subsídios de energia.
O Met Office
Por fim, no Reino Unido – um líder global na missão para o consumo zero líquido de energia – o Met Office, serviço de meteorologia da nação, depende da informática em nuvem para ajudar a adotar energias 100% renováveis. Monitorizar e prever padrões meteorológicos envolve um grande número de dados, recorrendo a simulações complexas, macrodados e análise avançada. Em vez de depender de um supercomputador físico para cumprir com estas cargas de trabalho, o Met Office está a utilizar um serviço de supercomputação inteligente baseado na nuvem. Ao utilizar esta serviço em nuvem, a agência prevê poupar 7,415 toneladas métricas de carbono.
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Perguntas frequentes sobre energias renováveis
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As fontes mais populares das energias renováveis incluem as seguintes:
- Energia solar—criada pela transformação da luz solar em elétrica.
- Energia hidroelétrica—barreiras construídas pelo homem, como barragens, que controlam o fluxo de água para criar eletricidade.
- Energia eólica—produzida por moinhos de vento que convertem a energia eólica em elétrica.
- Energia das marés—utiliza as correntes oceânicas para alimentar geradores de turbinas.
- Energia geotérmica—criada em poços feitos pelo homem que extraem água aquecida do núcleo da terra.
- Energia de biomassa—criada através da transformação de materiais residuais em combustível.
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Algumas fontes de energia renovável são consideradas altamente eficientes porque o seu fornecimento é essencialmente infinito. Estas incluem o vento, a luz do sol e as marés do oceano. Para entender como esses recursos são abundantes, considere esta estatística: De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, são necessários apenas 90 minutos de luz solar captada na superfície da Terra para alimentar todo o consumo de energia do planeta durante um ano. Não é de surpreender que a energia solar seja uma das formas de energia renovável que mais cresce em todo o mundo.
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Poderia dizer-se que os sistemas de energia solar são os mais seguros, uma vez que não produzem poluentes atmosféricos nem gases com efeito de estufa e não têm quaisquer impactos ambientais adversos.
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As energias renováveis têm uma série de vantagens em relação aos combustíveis fósseis. Como as energias renováveis são criadas a partir de recursos naturais como o vento e a água, são mais abundantes, fiáveis e económicas do que os combustíveis fósseis. Mais importante ainda, as energias renováveis criam geralmente menos poluição do que os combustíveis fósseis—que são atualmente considerados uma das maiores causas das alterações climáticas.
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