Fontes de energia de baixo carbono: quais são as mais eficientes?

As alterações climáticas estão a forçar o mundo a adaptar-se e, segundo os cientistas, a única coisa que precisa de acontecer é reduzir as emissões de CO2 causadas pela utilização de combustíveis fósseis. A União Europeia estabeleceu, portanto, a meta de atingir zero emissões líquidas até 2050. Planeia conseguir isso eliminando gradualmente os combustíveis fósseis e mudando para fontes de energia renováveis ​​e de baixo carbono. Estas incluem energia solar, eólica, hídrica e nuclear.

Os recursos fósseis tradicionais incluem petróleo, carvão e gás. Embora o carvão e o petróleo sejam responsáveis ​​por emissões massivas de CO2 e outros gases com efeito de estufa, o gás natural é frequentemente considerado a escolha “mais limpa”, mas ainda contribui para elevadas emissões de CO2. Ao contrário das fontes de energia fósseis, as emissões de fontes de baixo carbono, como a energia nuclear, a energia solar, a energia eólica e a energia hidroeléctrica, são virtualmente insignificantes, uma vez que a produção eletricidade não há emissões diretas de CO2.

Mas mesmo as fontes de baixo carbono diferem entre si em termos de eficiência, consumo de materiais e espaço, impacto ambiental, disponibilidade de electricidade e segurança. Vejamos quais são as principais diferenças entre as principais fontes de energia de baixo carbono.

Necessidade de materiais

Este é o caso das fontes de energia de baixo carbono necessidades materiais muito diferentes e dependentes da tecnologia e do volume de produção. Materiais como metais, concreto e vidro são usados ​​para construir, manter e operar usinas de energia.

Os parques eólicos requerem uma grande quantidade de materiais por unidade de energia produzida, principalmente devido às altas torres e turbinas. Os principais materiais para a construção de turbinas eólicas são aço, concreto, materiais compósitos para pás de turbina, fiação de cobre, etc. A construção de fundações e torres requer muito concreto e aço, especialmente para turbinas maiores ou parques eólicos offshore.

As centrais hidroeléctricas também requerem enormes quantidades de materiais, principalmente betão e aço, para construir barragens e reservatórios. No entanto, estes tipos de centrais eléctricas têm uma vida útil muito longa e baixos custos operacionais. A construção de grandes centrais hidroeléctricas requer uma enorme quantidade de materiais de construção e tem um enorme impacto no ambiente, mas, uma vez construídas, as centrais hidroeléctricas podem produzir energia durante décadas sem grandes melhorias.

As centrais fotovoltaicas (solares) requerem muito mais materiais por unidade de energia produzida do que, por exemplo, a energia nuclear ou a energia hidroeléctrica, uma vez que a energia solar está dispersa e ocupa uma grande área superficial. Os principais materiais para a construção de centrais ou painéis solares incluem silício, alumínio, vidro e metais raros como cádmio e índio. Além disso, as construções pré-fabricadas também requerem aço e alumínio. Os painéis solares são normalmente substituídos a cada 25 a 30 anos, criando resíduos e exigindo novos materiais.

Em comparação com os tipos de usinas mencionados anteriormente, elas precisam disso usinas nucleares quantidade relativamente pequena de materiais por unidade de energia produzida. A construção do reator e das estruturas de proteção requer uma grande quantidade de aço e concreto, além de materiais especiais para as barras de combustível. Porém, o consumo de aço, concreto e outros materiais é por MWh produzido eletricidade muito menor do que a maioria das fontes renováveis. As centrais nucleares também têm uma vida útil relativamente longa (40-60 anos), o que significa que estes materiais são utilizados de forma eficiente durante um longo período de tempo.

Uso do espaço

A Eslovénia é um país pequeno, por isso é eficiente uso do espaço de excepcional importância. Se quisermos fornecer electricidade suficiente através de centrais solares e parques eólicos, precisamos de vastas áreas.

As usinas de energia solar requerem uma grande área de superfície para instalar os painéis. Os parques eólicos também ocupam muito espaço, mas o terreno ao redor das turbinas eólicas pode ser usado para agricultura ou outros fins.

Grandes centrais hidroeléctricas estão a invadir rios e zonas ribeirinhas. Eles exigem vastas áreas para reservatórios, impactando os ecossistemas locais e os residentes. Por outro lado, as centrais nucleares ocupam um espaço relativamente pequeno e limitado, ao mesmo tempo que permitem uma produção de energia extremamente elevada por metro quadrado.

Disponibilidade de energia

Um dos maiores desafios dos recursos renováveis ​​modernos é o seu fornecimento errático e pouco confiável. eletricidade. As centrais de energia solar na Eslovénia funcionam, em média, apenas 10 a 25 por cento das horas por ano, o que significa que necessitam de ser combinadas com outras fontes de energia.

Com parques eólicos, a disponibilidade é de cerca de 22% da época do ano, o que é melhor do que com parques solares, mas ainda depende das condições meteorológicas.

Com a energia hidrelétrica, espera-se que a disponibilidade seja alta porque os reservatórios podem armazenar água e permitir a produção contínua de energia. Dependendo da região, a disponibilidade pode atingir 40-60 por cento.

Uma usina nuclear tem o fator de disponibilidade mais alto e geralmente funciona de 90 a 98 por cento das horas por ano. A eletricidade está sempre disponível, independentemente do clima ou da hora do dia.

Confiabilidade da rede

A fiabilidade da rede eléctrica eslovena já atingiu um nível elevado. Em média, em 2019 ficámos sem eletricidade apenas 1,72 horas por ano. Se você adicionasse outro ao sistema usina nuclear (JEK2)este número cairia ainda mais para 0,147 horas por ano.

No entanto, se a maior parte da energia fosse proveniente exclusivamente de fontes renováveis, poderíamos ficar sem eletricidade até 127 horas por ano. A solução? Ou a construção de uma central a gás, o que é contrário ao objectivo de descarbonização da sociedade, ou a importação de energia, que nos tornaria dependentes de países estrangeiros.

Segurança

Quando pensamos em energia nuclear, muitas pessoas pensam primeiro nos desastres de Chernobyl e Fukushima. No entanto, as estatísticas mostram que os acidentes em centrais nucleares são raros e geralmente estão relacionados com a produção e manutenção de equipamentos e com a gestão de resíduos nucleares.

Os parques solares e eólicos são geralmente muito seguros, com taxas de mortalidade muito baixas. Existe risco de incêndio em usinas de energia solar. Porém, em princípio, os acidentes envolvendo ambas as fontes de energia são raros e geralmente envolvem produção e manutenção de equipamentos.

As centrais hidroeléctricas também são relativamente seguras, mas grandes catástrofes, como a ruptura de barragens, não estão excluídas e podem ter consequências graves e destruir aldeias e cidades inteiras.

A maioria dos acidentes de mineração eletricidadeestá realmente a acontecer com os combustíveis fósseis, que são responsáveis ​​por muito mais mortes devido à poluição atmosférica e acidentes mineiros. Considerando o número de mortes por quantidade de eletricidade produzida, a energia nuclear é uma das opções mais seguras, ao lado da energia hidrelétrica e eólica.

Toda fonte de energia de baixo carbono tem seus prós e contras. Energia nuclear é confiável e espacialmente eficiente, mas requer uma consideração cuidadosa das questões de segurança e do manuseio de resíduos radioativos. As energias solar e eólica estão entre as fontes mais limpas, mas enfrentam problemas de disponibilidade e falta de espaço. A energia hidrelétrica oferece alta disponibilidade, mas com grande impacto no meio ambiente. Uma descarbonização bem-sucedida a longo prazo exigirá uma combinação destas fontes, dependendo das circunstâncias geográficas e sociais específicas de cada país.

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