Ciências Humanas Destaque homepage Em alta Geografia

Energia renovável: o que é, fontes, vantagens e desvantagens

Conheça as principais fontes de energia renováveis do mundo e como esse conteúdo costuma aparecer no Enem e vestibulares

Acessibilidade

No contexto atual, onde a sustentabilidade e a preservação ambiental são pautas cada vez mais relevantes, compreender o conceito de energia renovável é fundamental.

As energias renováveis representam alternativas mais sustentáveis em comparação às fontes convencionais, como os combustíveis fósseis, que são finitos e poluentes.

Neste artigo, vamos explorar as diversas formas de energias renováveis, suas vantagens, desvantagens e os papéis que desempenham na matriz energética mundial e, em particular, na do Brasil.

O que é energia renovável?

As fontes de energias renováveis são aquelas que têm a capacidade de se renovar ou manter ciclos de produção sustentáveis. Afinal, a produção de energia não precisa depender exclusivamente de matérias-primas esgotáveis ou poluentes.

Existem diversas fontes de energias renováveis capazes de manter a produção de energia de forma estável, podendo até mesmo suprir o total de energia que uma nação necessita.

Entre as diferentes formas de produzir energia a partir de fontes renováveis estão a solar, a eólica, a hídrica, a biomassa, e geotérmica, as ondas e as marés.

Fontes renováveis x fontes não renováveis

As fontes renováveis, como a energia solar e eólica, têm a vantagem de serem inesgotáveis e menos prejudiciais ao meio ambiente, porém não produzem tanta energia quanto as fontes não renováveis.

Já as fontes não renováveis, como o petróleo e o carvão, são finitas e contribuem significativamente para a emissão de gases de efeito estufa, mas não dependem de fatores climáticos e naturais para funcionar. Por exemplo, uma usina sempre poderá ser utilizada. E é importante destacar que estes combustíveis produzem mais energia do que as fontes renováveis.

No entanto, as fontes de energia não renováveis foram responsáveis por aproximadamente 9 milhões de mortes em 2019, de acordo com o relatório da Comissão Lancet sobre Poluição e Saúde, publicado na revista científica The Lancet Planetary Health. Um aumento de 7% desde 2015 e mais de 66% desde o ano de 2000.

As usinas nucleares são um exemplo de fonte não renovável de produção massiva com baixa poluição, sendo menos poluentes até mesmo que a energia solar, pois as placas fotovoltaicas têm uma vida útil e não são recicláveis após esse período.

☢️ A questão principal da energia nuclear é o perigo que um acidente pode causar no seu entorno, sendo fatal para uma cidade inteira. Porém, das mais de 400 usinas nucleares que existem no mundo, só duas tiveram acidentes: Chernobyl e Fukushima.

👉 Leia também: Radioatividade: o que é, conceitos, aplicações e resumo

Os impactos dos combustíveis fósseis no planeta

Os combustíveis fósseis, ao serem queimados, liberam grandes quantidades de dióxido de carbono, contribuindo para o aquecimento global e as mudanças climáticas. Além disso, a exploração desses recursos pode causar danos ambientais, como poluição do ar e da água.

Usinas de energia não renovável eliminando fumaça
Termoelétrica movida à carvão (Imagem: Adobe Stock)

O dióxido de carbono também é responsável pelo agravamento de doenças respiratórias, ou seja, pessoas que vivem em grandes cidades ou em áreas industriais têm mais chances de desenvolverem sintomas graves de bronquite e asma, por exemplo.

Tipos de energias renováveis

As energias renováveis apresentam diversas formas, cada uma com suas características e potenciais de aproveitamento.

Energia solar

A geração da energia solar ocorre através da captação da energia eletromagnética proveniente dos raios solares e sua conversão em eletricidade. Essa tecnologia é valorizada por utilizar uma fonte limpa, renovável e inesgotável, que são os raios solares.

Existem três principais maneiras de aproveitar a energia solar:

  • Fotovoltaica: utilizam-se placas fotovoltaicas para transformar a radiação solar diretamente em energia elétrica, que pode ser empregada de diversas maneiras;
  • Térmica: a energia solar é utilizada para aquecer água e ambientes, sendo aplicável tanto em residências quanto em usinas termelétricas;
  • Heliotérmica: Espelhos refletem a luz solar, concentrando-a em forma de calor em um receptor. Esse calor aciona um ciclo que produz energia elétrica, similar a uma usina termoelétrica.

Ao instalar sistemas de captação de energia solar, é possível não apenas utilizar essa energia, mas também enviar o excedente para a rede elétrica local. Dependendo da situação, o proprietário pode até receber um reembolso na sua conta de luz convencional pelo excesso de energia gerada.

Energia eólica

A energia eólica é produzida por meio de geradores que se assemelham a moinhos ou cata-ventos, utilizando o movimento das pás impulsionadas pelo vento para acionar o mecanismo interno (turbina) e gerar eletricidade, que é então distribuída na rede elétrica.

O uso dessa fonte de energia tem crescido nos últimos anos devido à capacidade de produzir energia sem emitir gases de efeito estufa ou outros poluentes atmosféricos.

Embora a energia eólica seja uma fonte eficiente e economicamente viável de produção de energia, ela enfrenta limitações relacionadas às condições climáticas e ao regime de ventos ao longo do ano.

Além disso, há desafios associados ao armazenamento da energia gerada pelo sistema eólico. Apesar de ser reconhecida como uma fonte de energia limpa e renovável, possui impactos ambientais negativos, como a morte de animais e a destruição de vegetação nativa.

👉 Leia também: Geradores e Indução Eletromagnética: entenda os conceitos

Energia hidrelétrica

A geração de energia hidrelétrica ocorre através da utilização do fluxo das águas fluviais para a produção de eletricidade. Simplificando, a água desce de uma elevação mais alta até atingir as turbinas com força, onde seu movimento cinético é transformado em energia elétrica.

Este tipo de geração de energia é a fonte limpa mais utilizada do mundo. No Brasil, a energia hidrelétrica desempenha um papel crucial, fornecendo aproximadamente 65% da demanda energética do país.

Além disso, é uma fonte significativa de energia renovável, não emite gases de efeito estufa e possui um custo de produção relativamente baixo

Vista aérea da usina hidrelétrica de Itaipu no Rio Paraná
Vista aérea da Usina Hidrelétrica de Itaipu (Imagem: Adobe Stock)

Contudo, é importante lembrar que, embora a produção em si não gere gases de efeito estufa, em certas situações, o desmatamento ou o represamento de água para a formação de reservatórios pode resultar na inundação de áreas, levando à liberação de gases e matéria orgânica durante a decomposição desses organismos.

As usinas hidrelétricas têm impactos ambientais significativos e apresentam desvantagens, como:

  • elevados custos e investimentos necessários para a construção;
  • inundação de áreas naturais;
  • mudanças no regime hidrológico dos rios;
  • inundação de áreas habitadas devido à falta de planejamento adequado.

Quando falamos sobre áreas habitadas nos referimos às cidades que podem ser inundadas, causando o deslocamento de muitas pessoas e a destruição de patrimônios e histórias que jamais serão recuperados.

E lembre-se: o potencial de geração de energia está diretamente ligado à disponibilidade de água e às características topográficas, sendo preferencial a instalação em áreas com declives acentuados.

🎥 O filme Narradores de Javé conta a história de uma pequena cidade que será submersa pelas águas de uma represa e pode servir como repertório sobre as desvantagens desse tipo de energia.

Biocombustíveis

A geração de energia biológica é primordialmente derivada da biomassa, que consiste no conjunto de organismos e energias aproveitáveis. Essa forma de energia utiliza como matéria-prima fontes não fósseis, como a cana-de-açúcar e a mamona.

Existem três categorias de combustíveis de biomassa empregados como fontes energéticas:

  • Sólidos: incluem a madeira, o carvão vegetal e resíduos orgânicos de origem vegetal e animal;
  • Líquidos: englobam o etanol, o biodiesel e outros líquidos derivados da conversão de material orgânico por meio de processos químicos ou biológicos;
  • Gasosos: referem-se aos gases resultantes da transformação industrial ou natural de resíduos orgânicos, como o biogás e o metano coletados em áreas de aterros sanitários.

Os biocombustíveis, derivados de biomassa renovável, podem substituir parcial ou totalmente os combustíveis fósseis em motores de combustão ou na geração de energia.

Usina de produção de energia de biomassa ao fundo e resíduos de madeira na frente
Termoelétrica movida à madeira (Imagem: Adobe Stock)

O biogás, outro biocombustível, é resultado da decomposição anaeróbica de matéria orgânica por grupos específicos de bactérias. Esse processo vem ganhando popularidade em diversos países para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos urbanos.

A produção de biogás pode ser uma alternativa eficaz para o tratamento de efluentes (esgoto), resíduos agropecuários e dejetos industriais. Os benefícios dessa produção incluem a diminuição de resíduos, geração de energia e captura de gases para evitar sua dispersão na atmosfera.

Energia geotérmica

A energia geotérmica utiliza o calor proveniente das camadas internas da crosta terrestre. Em certos locais, essas camadas mais quentes estão próximas à superfície, permitindo o aproveitamento desse calor para aquecer água e realizar um processo similar ao das usinas termonucleares.

Produção de energia geotérmica na Islândia

Nesse processo, o calor aquece a água, movimenta turbinas e gera energia elétrica, convertendo energia térmica em cinética e, posteriormente, em elétrica.

Esse tipo de energia é particularmente valioso para países com baixo potencial hidrelétrico, pois proporciona uma fonte de energia alternativa.

(Imagem: Adobe Stock)

No Brasil, de acordo com os estudos realizados até o momento, predominam baixas temperaturas na superfície do solo, limitando o aproveitamento da energia geotérmica, principalmente a usos diretos (como lazer e recreação) e com poucas aplicações industriais relatadas.

O principal desafio da energia geotérmica é o alto custo de instalação e manutenção, além do impacto ambiental decorrente de possíveis emissões de gases poluentes e da contaminação química dos solos em determinadas situações.

Maremotriz

A energia maremotriz, gerada pelas ondas do mar, aproveita o movimento das marés para produzir energia, incluindo a energia cinética das correntes marítimas e a energia potencial devido à diferença de altura entre as marés alta e baixa.

A captação dessa energia acontece por meio de usinas elétricas que operam com a ação das ondas. Para que a energia seja considerada renovável, é necessário que haja uma diferença mínima de 7 metros entre a maré alta e a maré baixa.

Na Europa, há pelo menos duas usinas maremotrizes, uma na França e outra na Rússia.

A energia das ondas tem um grande potencial de exploração e várias regiões são adequadas para seu aproveitamento.

No Brasil, essa fonte de energia tem sido amplamente estudada nos últimos anos, visando reduzir custos e aprimorar tecnologias.

(Imagem: Adobe Stock)

Turbina para produção de energia maremotriz

A energia das ondas pode ser captada tanto em águas profundas quanto em águas rasas e é composta por módulos que incluem um flutuador, um braço mecânico e uma bomba conectada a um circuito de água doce.

Conforme as ondas passam, os flutuadores movimentam-se, acionando as bombas hidráulicas e fazendo a água doce circular em alta pressão.

As principais vantagens dessa fonte de energia incluem sua natureza renovável, baixos riscos ambientais e a abundância de água do mar. Por outro lado, as desvantagens englobam os altos custos de instalação e manutenção, além do desafio de projetar usinas resistentes a tempestades e sensíveis ao movimento das marés.

Hidrogênio

O hidrogênio é considerado uma fonte secundária de energia, pois precisa ser produzido e não é naturalmente reposto pelo ambiente.

Existem diversas técnicas de produção de hidrogênio, conhecidas como "rotas tecnológicas", que utilizam diferentes matérias-primas e fontes de energia.

Atualmente, o gás natural e o carvão mineral, ambos combustíveis fósseis, são as principais matérias-primas empregadas. No entanto, há várias pesquisas e iniciativas em andamento para desenvolver outras rotas de produção baseadas em fontes renováveis.

Vantagens e desvantagens da energia renovável

As fontes de energia renováveis possuem diversas vantagens e desvantagens. Vamos conhecer as principais:

Vantagens das energias renováveis:

  • Baixa poluição: poluem muito menos que as não renováveis, com exceção talvez da energia nuclear.
  • Independência de matéria prima: as energias renováveis não dependem de uma matéria-prima de difícil acesso ou que precise ser importada, como é o caso dos combustíveis fósseis e da energia nuclear.
  • Risco baixo: diferente da exploração de combustíveis fósseis ou até mesmo da utilização de usinas nucleares, apresentam um risco muito baixo de catástrofes como ocorreu em Chernobyl e Fukushima, ou a explosão da plataforma de petróleo nos Estados Unidos.

Desvantagens das energias renováveis:

  • Danos ao ecossistema: apesar de serem energias “limpas”, as energias renováveis causam danos ao meio ambiente. Temos três principais exemplos:
    • parques eólicos, que afetam a trajetória das aves e, em alguns casos, a morte desses animais;
    • parques solares, que tornam uma área inabitável para animais e acabam afetando aves por conta do calor gerado nesta área de reflexão solar;
    • inundação de florestas causadas pelas hidrelétricas.
  • Desmatamentos: essa desvantagem está relacionada aos biocombustíveis. Como são originários de produtos agrícolas (cana-de-açúcar e mamona), dependem de uma grande área para a sua produção. Logo, acabam causando o desmatamento. Se os biocombustíveis forem amplamente usados, as áreas devastadas aumentarão consideravelmente.
  • Baixa eficiência: as energias renováveis são mais recentes que as não renováveis. Isso significa que ainda não chegamos no ápice de sua eficiência, principalmente quando falamos da energia eólica e solar, que demandam uma maior área para produzir a mesma quantidade de energia que uma pequena termelétrica produz.

Dados sobre o uso de energia renovável no Brasil

O Brasil é um dos países que mais utiliza energias renováveis no mundo, tendo como sua matriz principal as hidrelétricas. Para falarmos sobre a energia no Brasil é importante separar estes dois conceitos:

  • Matriz energética: conjunto de fontes de energia utilizadas para atividades do dia a dia, como movimentar carros, cozinhar alimentos e para gerar eletricidade;
  • Matriz elétrica: Conjunto de fontes utilizadas apenas para a geração de energia elétrica.

Ou seja, a matriz elétrica está inserida na matriz energética. A matriz energética abrange todos os usos de energia, enquanto a elétrica só contabiliza a geração de energia elétrica.

Matriz energética global e nacional

Fontes de energia renováveis, como a solar, eólica e geotérmica, representam conjuntamente apenas 2,7% da matriz energética global, como mostrado no itens "Outros" no gráfico abaixo.

Incluindo a contribuição da energia hidráulica e da biomassa, as fontes renováveis compõem aproximadamente 15% do total da matriz energética mundial.

Gráfico de pizza da matriz energética mundial. Petróleo e derivados, 29,5%. Carvão mineral, 27,2%, Gás natural, 23,6%, Biomassa, 9,5%, Nuclear, 5%, Outros, 2,7% e Hidráulica, 2,5%.
Matriz energética mundial (Imagem: Caio Neves/Aprova Total)

A matriz energética do Brasil apresenta uma composição distinta da observada globalmente. No Brasil, há uma maior utilização de fontes renováveis em comparação com o restante do mundo.

Ao somar lenha e carvão vegetal, energia hidráulica, derivados de cana-de-açúcar, energia eólica, solar e outras fontes renováveis, as energias renováveis correspondem a 47,4% da matriz energética nacional, representando quase metade do total. Observe o gráfico abaixo:

Gráfico de pizza da matriz energética brasileira. Petróleo e derivados: 35,7%, Derivados da cana-de-açúcar: 15,4%, Hidráulica: 12,5%. Gás natural: 10,5%. Lenha e carvão vegetal: 9%. Outras renováveis: 7%. Carvão mineral: 4,6%, Eólica e solar: 3,5%. Nuclear: 1,3%. Outras não renováveis: 0,6%.
Matriz energética brasileira (Imagem: Caio Neves/Aprova Total)

Matriz elétrica global e nacional

A produção mundial de eletricidade depende, em grande parte, do uso de termelétricas que utilizam combustíveis fósseis, como carvão e gás natural. É possível observar isso no gráfico na matriz elétrica mundial:

Gráfico de pizza da matriz elétrica mundial. Carvão mineral: 36%. Gás natural: 23%. Hidráulica: 15,5%. Nuclear: 9,9%. Eólica: 6,5%. Solar fotovoltaica: 3,6%. Petróleo e derivados: 2,5%. Biomassa: 2,2%. Resíduos: 0,4%. Geotérmica: 0,3%.
Matriz elétrica mundial (Imagem: Caio Neves/Aprova Total)

Já a composição da eletricidade no Brasil é ainda mais sustentável que a matriz energética geral, devido à predominância de usinas hidrelétricas na geração de eletricidade.

Além disso, a energia eólica tem apresentado um crescimento significativo, garantindo que a matriz elétrica brasileira permaneça majoritariamente renovável. É possível observar isso no gráfico a seguir:

Gráfico de pizza da matriz elétrica brasileira. Hidráulica: 61,8%. Eólica: 11,8%. Gás natural: 6,1%. Bagaço de cana: 4,7%. Solar: 4,4%. Lixivia ou licor negro: 2,5%. Nuclear: 2,1%. Importação líquida: 1,9%. Outras não renováveis: 1,8%.
Matriz elétrica brasileira (Imagem: Caio Neves/Aprova Total)

Dificuldades da adoção de energia renovável

O Brasil é um expoente nas energias renováveis, ficando atrás apenas da Noruega na geração limpa de energia. De toda a energia elétrica utilizada pelo país europeu, 98,5% provêm de fontes limpas. O Brasil está logo atrás com 84,8% de sua energia sendo gerada por fontes renováveis.

Porém, nem todos os países conseguem fazer uma transição fácil para as energias limpas. As principais dificuldades desses países são:

  • Financeira: as energias renováveis demandam uma pesquisa em tecnologia e um custo de instalação mais alto que as termelétricas, e muitas vezes são menos eficientes;
  • Climática: em países em que o sol não está presente no inverno ou os ventos não são constantes, não é viável instalar parques eólicos e painéis solares, por exemplo;
  • Geomorfológica: para uma boa utilização de uma hidrelétrica ou geotérmica, é necessário ter rios com alta declividade no caso das hidrelétricas e encontros de placas tectônicas no caso das geotérmicas;
  • Acesso ao mar: no caso da energia maremotriz, é necessário ter acesso ao mar. Sem isso, não é possível instalar este tipo de usina.

Resumo: energia renovável

Confira um resumo dos principais tópicos sobre energias renováveis:

  • As fontes de energias renováveis são aquelas que têm a capacidade de se renovar ou manter ciclos de produção sustentáveis;
  • As fontes de energia renováveis são solar, eólica, hidrelétrica, biocombustíveis, geotérmica e maremotriz;
  • Elas poluem muito menos que as fontes não renováveis, agredindo menos o meio ambiente e os seres humanos;
  • As fontes de energia renováveis são mais novas e, por isso, demandam mais pesquisas, sendo hoje menos eficientes e mais caras do que as fontes de energia não renováveis;
  • A fonte de energia renovável mais eficiente e utilizada no mundo, atualmente, é a hidrelétrica;
  • Após instaladas, essas fontes têm um baixo custo de produção.

Como as energias renováveis caem no Enem e vestibulares

As fontes de energia aparecem pouco no Enem e nos principais vestibulares do país quando o assunto é Geografia, mas ainda estão no Top 20 da disciplina. No entanto, costumam surgir como pretexto para questões de outros assuntos, então é importante ficar atento em como elas funcionam!

Abaixo separamos algumas questões do Enem e vestibulares para você treinar seus conhecimentos.

Exemplo de questão de energia renovável no Enem

(Enem 2022)

PEREIRA, E. B. et al. Atlas brasileiro de energia solar. São José dos Campos: Inpe, 2006

Uma característica regional que justifica o maior potencial anual médio para o aproveitamento da energia solar é a reduzida

a) declividade do relevo.

b) extensão longitudinal.

c) nebulosidade atmosférica.

d) irregularidade pluviométrica.

e) influência da continentalidade.

Resposta: [C]
Áreas com menor nebulosidade favorecem a geração de energia solar, pois há menos obstrução à radiação solar. As outras alternativas são incorretas porque:
A: a declividade do terreno não influencia na radiação solar.
B: a longitude não tem impacto sobre a radiação solar.
D: uma maior irregularidade pluviométrica indica um clima mais seco, que favorece o aproveitamento da radiação solar.
E: a continentalidade não afeta diretamente a radiação solar.

Exemplo de questão de energia renovável nos vestibulares

(Famerp 2021) Examine o mapa.

Considerando a matriz elétrica brasileira, os tipos de energias designados pelos contornos roxo e verde indicados na legenda são, respectivamente,

a) nuclear e hidráulica.

b) eólica e solar.

c) nuclear e solar.

d) hidráulica e eólica.

e) solar e térmica.

Resposta: [C]
As usinas nucleares Angra I e Angra II estão localizadas no município de Angra dos Reis, no litoral sul do estado do Rio de Janeiro, contribuindo significativamente para a produção de energia nuclear na região fluminense.

Nos últimos anos, houve um aumento nos investimentos em energia solar, especialmente em estados semiáridos que possuem alta insolação e potencial para a instalação de usinas fotovoltaicas. Além disso, Minas Gerais tem uma tradição estabelecida na instalação de painéis solares.

🥇 Quer se preparar para o Enem e vestibulares com quem mais entende do assunto? A plataforma Aprova Total é a maior especialista no ensino digital e tem as melhores videoaulas e professores!

Banner

TEMAS:

avatar
Caio Neves

Analista Pedagógico de Geografia no Aprova Total. Graduando pela UFSC.

Ver mais artigos de Caio Neves >

Analista Pedagógico de Geografia no Aprova Total. Graduando pela UFSC.

Ver mais artigos de Caio Neves >

Compartilhe essa publicação:

Veja Também

Assine a newsletter do Aprova Total

Você receberá apenas nossos conteúdos. Não enviaremos spam nem comercializaremos os seus dados.