Desenvolvimento das Matrizes Energéticas.

O desenvolvimento das Matrizes Energéticas é uma função da política econômica. Os Governos têm a tarefa de orientar a disponibilidade de energia para a demanda futura de forma que este recurso esteja disponível com preços, que favoreçam a competitividade da produção dos respectivos países. Portanto o Desenvolvimento da Matriz Energética e da Matriz de Energia Elétrica é um exemplo de desenvolvimento projetado.

Vetores do desenvolvimento.

Atualmente se impõem, no mundo todo, a Responsabilidade da redução das emissões de gases causadores do efeito estufa – GEE – como meta adicional para o planejamento. Esta obrigação vem sendo facilitada por inovações tecnológicas tanto na geração de energia, quanto nos acionamentos de veículos, principalmente, com o aproveitamento da energia eólica e da energia solar. A energia solar e a energia eólica são “limpas” – não causam emissões – e estão, em teoria, disponíveis em volumes maiores que o total de energia até agora produzidas e consumidas. São classificadas também como “energias renováveis”. Adicionalmente está-se dando maior atenção ao aproveitamento de bioenergia para os mesmos usos. A combustão produz emissões que são seqüestradas pelos plantios, num processo de reciclagem. A geração hidrelétrica, embora limpa e altamente desenvolvida, só desempenha um papel complementar na grande maioria das sociedades, com exceção da Noruega e do Brasil, por falta de oportunidades de aproveitamento.

Fontes com menores potenciais de aproveitamento são a energia marinha, das ondas, correntes e marés, e a energia geotérmica. A expansão da geração nuclear enfrenta forte rejeição.

A preocupação com as emissões e pressões da sociedade civil intensificou os esforços das empresas de reduzir as emissões e outros efluentes poluidores das produções. Via de regra constataram que estes esforços resultaram também em reduções de custos.  Por exemplo, os gases de processos siderúrgicos estão agora sendo aproveitados na geração ou cogeração de energia.

Tanto no âmbito da produção, como no âmbito do consumo comercial e doméstico intensificou-se o esforço de redução do consumo de energia. Adotam-se hábitos mais conscientes para reduzir desperdícios. Aumenta a eficiência na iluminação, dos aparelhos eletrodomésticos e dos equipamentos fabris, reduz-se a necessidade de aquecimento e refrigeração dos prédios.  Resulta um aumento da eficiência energética das sociedades, isto é, a relação entre a produção e o consumo de energia – PIB/kWh.

Da evolução histórica.

Do domínio da transformação da energia do calor em energia mecânica resultou um acelerado aumento da produção na Revolução Industrial.  No princípio o combustível foi  o carvão; em menor escala a lenha. Ao desenvolvimento da máquina a vapor seguiu o desenvolvimento das turbinas a vapor e da geração elétrica, que permitiram a geração concentrada de grandes volumes de energia. O desenvolvimento das máquinas de combustão interna e a exploração e destilação do petróleo possibilitou uma rápida expansão do transporte rodoviário a custos decrescentes.  Turbinas a gás fóssil possibilitaram aumentos de eficiência dos processos e reduções da poluição atmosférica pelos efluentes. Hoje turbinas a gás alimentadas por destilado de petróleo dominam no transporte aéreo. Por mais bem sucedidos que fossem os esforços de redução das emissões de GEE resultantes da combustão de combustíveis fósseis, o aumento da demanda por energia resultou num aumento da concentração de GEE na atmosfera e, em conseqüência, o aquecimento antrófico e o início de mudanças climáticas.

O desenvolvimento das células fotovoltaicas de silício abriu a possibilidade do aproveitamento da energia solar para a geração de energia elétrica.  E o desenvolvimento das turbinas o aproveitamento da energia dos ventos em grande escala.  Estes desenvolvimentos tecnológicos ainda não eram previsíveis em 1992, quando se realizou a Conferência Rio 92.  A iniciativa privada e a globalização as tornaram acessíveis em todo o mundo. Em data recente pela primeira vez os investimentos globais em geração com energias limpas superaram os investimentos em geração com energias fósseis.  A disponibilidade de energia solar e energia eólica para serem aproveitadas é maior que a capacidade de geração hoje instalada.

Da geração com fontes renováveis / limpas / verdes.

A expansão da geração eólica teve de superar alguns obstáculos.  Inicialmente, as unidades de geração tinham pequena capacidade; por isso não eram econômicas.  Hoje uma capacidade standard têm de 3 a 5 MW com maior rendimento, existindo unidades de até 10 MW.  Segundo, existe uma estrutura de produção de energia elétrica com tecnologias “convencionais” e uma estrutura de fornecedores de combustíveis. Estes interesses resistiram e ainda resistem à inovação. Alguma sociedade, através de sua política e administração pública teve de tomar uma decisão de fomentar a geração limpa para que adquirisse escala e fosse competitiva.  Estas iniciativas foram tomadas pela Dinamarca e pela Alemanha.  Quando os ventos são fortes, hoje toda a demanda de energia na Dinamarca é atendida por geração eólica. Durante alguns anos a Alemanha liderou a instalação de geradores eólicos em terra – on shore – e no mar – off shore -.  A gestão dos sistemas de transmissão e de distribuição de energia precisa ser adequada para absorver a variação de geração eólica em conformidade com a força dos ventos, dando prioridade para o consumo de energia limpa e economizando combustíveis fósseis.

Hoje a China lidera a instalação de geração eólica, seguida dos Estados Unidos e da Alemanha.

Na geração solar existem duas abordagens: A geração por concentração dos raios através de espelhos e a tecnologia fotovoltaica.
Diversas concepções de projeto de geração por concentração encontram-se em estado experimental.  Prevê-se a acumulação do meio aquecido para geração durante a noite.  O meio aquecido transmite o calor a um circuito térmico de vapor convencional.  Existe uma visão da instalação de numerosas unidades no norte da África para transmitir à Europa por cabos submarinos a energia produzida .

A tecnologia fotovoltaica permite o maior grau de geração elétrica descentralizada, quer dizer, no próprio consumidor. Os painéis instalados nos telhados das casas podem ser vistos em toda a Alemanha.  A energia gerada em excesso durante o dia é armazenada em acumuladores e (ou) “vendida” à rede.  Quando o consumo supera a geração própria recorre-se à distribuidora. Este sistema de conexão conhecido como “rede inteligente” precisa ser aceito e promovido pela distribuidora.

A geração fotovoltaica de energia se aplica à eletrificação de pequenos consumidores não alcançados por redes de distribuição e a aplicações especiais na sinalização de trânsito e na comunicação. A combinação com a utilização da tecnologia de leds na iluminação amplia o seu campo de aplicação. Na Índia um projeto de geração fotovoltaica beneficiará um grande contingente de pobres na zona rural.

Não pode deixar de ser lembrado, que a utilização da energia elétrica para aquecimento é a forma mais ineficiente e dispendiosa do uso deste recurso.  Outra vez a China hoje é o maior aplicador de coletores solares térmicos e de coletores fotovoltaicos, de produção própria.

Do transporte com energia elétrica.

Para quem dispõe de energia elétrica própria, produzida no telhado de sua casa, deve ser imediato alimentar o seu veículo com acionamento elétrico. Neste caso o abastecimento do veículo será mais econômico do que qualquer alternativa de combustível. Conclui-se que haverá mercado para os veículos elétricos. As estruturas logísticas ainda terão de ser estabelecidas. Dependendo das necessidades de autonomia, o cidadão poderá optar por veículos com acionamento híbrido, que também poderá ser flex.

Conclusão.

As perspectivas para uma redução radical das emissões de GEE através da transformação das Matrizes Elétricas Energéticas são promissoras. O desenvolvimento tecnológico com redução dos custos indica nesta direção. Hoje a geração eólica já compete com a energia hidrelétrica.  A energia solar ainda requer subsídios.  Em “Plan B 3.0” Lester R. Brown avalia, que toda a energia elétrica demandada pelo maior consumidor, os Estados Unidos, pode ser eólica e solar. Inclusive para os veículos. Com o empenho do Governo a energia solar também serviria ao desenvolvimento social, a exemplo do projete de desenvolvimento da Índia.  Recentemente a instalação de geração fotovoltaica superou a instalação de geração eólica.