As energias renováveis são aquelas que têm origem em fontes que se renovam naturalmente e nunca se esgotam, tais como o vento (energia eólica), o sol (energia solar), a água (energia hídrica), os oceanos (energia oceânica), o calor da Terra (energia geotérmica) e a biomassa (biocombustíveis). Por isso, são consideradas energias limpas e sustentáveis.

De acordo com o relatório “Renewables 2023” da Agência Internacional de Energia (AIE), o ano de 2023 foi muito positivo para as energias renováveis, com um aumento de quase 50% nas adições globais de capacidade renovável em comparação com o ano anterior – a taxa de crescimento mais rápida das últimas duas décadas.

O principal impulso foi dado pela China, que adicionou tanta energia solar fotovoltaica em 2023 como o resto do mundo em 2022, além de aumentar a sua capacidade instalada de energia eólica em 66% em relação ao ano anterior, segundo a AIE.

Em Portugal, os resultados alcançados acompanharam a tendência ascendente do resto do mundo e 2023 foi o ano de maior produção de energia renovável no país. Segundo a Redes Energéticas Nacionais (REN), a produção renovável abasteceu 61% do consumo de energia elétrica em Portugal em 2023, num total de 31,2 TWh, o valor mais elevado de sempre no sistema nacional.

Outro recorde notável alcançado em Portugal no que respeita às energias renováveis ocorreu no ano passado, quando durante seis dias consecutivos, entre as 04h00 de 31 de outubro e as 09h00 de 6 de novembro de 2023, a produção de energia limpa foi superior às necessidades energéticas de empresas e famílias.

As energias renováveis permitem a diminuição da dependência dos combustíveis fósseis como o petróleo, o gás e o carvão como fontes de energia na maior parte das suas utilizações atuais, reduzindo assim a emissão de gases com efeito de estufa (GEE). São, por isso, determinantes para a descarbonização das economias mundiais de forma a limitar o aquecimento global a 1,5 graus centígrados face aos níveis pré-industriais até 2050, como estipulado no Acordo de Paris.

Embora as renováveis não possam ser usadas diretamente em certas atividades não eletrificáveis, como a aviação, o transporte pesado de mercadorias por via marítima ou rodoviária, ou certas necessidades industriais, elas servem como base para o desenvolvimento de soluções energéticas alternativas, como sejam o hidrogénio verde ou os combustíveis de baixo carbono (SAF, HVO, e-fuels).

Além dos benefícios ambientais, as energias renováveis também ajudam a reduzir os custos de energia elétrica no mercado, conforme salienta a Associação Portuguesa de Energias Renováveis (APREN). Outra vantagem a ter em conta diz respeito ao facto de a indústria de energia renovável contribuir para a criação de empregos locais.

Recentemente, os 198 países que estiveram presentes na COP28, a conferência sobre o clima que se realizou nos Emirados Árabes Unidos, concordaram em triplicar a capacidade de energias renováveis em todo o mundo e em duplicar a taxa de melhoria da eficiência energética até 2023.

Um dos principais obstáculos para a implementação das energias renováveis é o alto investimento necessário, nomeadamente, no que diz respeito à instalação e manutenção adequada da tecnologia.

Por outro lado, a localização e a disponibilidade dos recursos também representam desafios significativos. As fontes de energia renovável são influenciadas pela localização geográfica, clima e condições meteorológicas, resultando em diferentes necessidades e disponibilidades em diferentes regiões. Outro ponto a ter em conta prende-se com a ligação das fontes renováveis à rede elétrica, sendo esta uma questão relevante em termos de custo e de eficiência. De acordo com um estudo recente da AIE, o mundo precisa de 80 milhões de quilómetros de novas ligações, o que implica duplicar o tamanho da rede elétrica atual. De tal forma que, atualmente, existem 1500 GW de projetos renováveis parados, à espera de ligações à rede.

O armazenamento da energia é outro fator-chave, na medida em que a intermitência de algumas energias renováveis, como a eólica e a solar, implica a existência de tecnologias de armazenamento para garantir um fornecimento constante e contínuo. Questões relacionadas com a sustentabilidade dos sistemas de armazenamento de energia e as preocupações com a mineração de materiais das baterias, também devem ser consideradas.

O licenciamento, a cadeia de distribuição e a densidade energética mais baixa em comparação com os hidrocarbonetos são outros desafios a serem superados para a substituição imediata de combustíveis fósseis por energia renovável.

Entre as energias renováveis destacam-se a energia eólica, solar, hídrica, oceânica, geotérmica e os biocombustíveis. De seguida, apresentamos as principais características de cada uma, bem como as suas vantagens e desvantagens.

A energia eólica é gerada a partir da força e do movimento do vento, que é captado e convertido em eletricidade por meio das pás de turbinas eólicas. Essas turbinas ativam geradores que produzem eletricidade.

A maioria dos parques eólicos terrestres (onshore) são comuns em locais onde a velocidade média anual do vento excede os 6 metros por segundo, isto é, em zonas montanhosas e costeiras, como é o caso de Portugal. Já os parques eólicos localizados no mar (offshore), são instalados em plataformas flutuantes ou fixas no fundo do mar. A energia eólica offshore possui um grande potencial, dadas as condições atmosféricas favoráveis e a extensa área disponível.

A energia eólica explorada através de parques eólicos onshore é uma das principais fontes de eletricidade renovável em Portugal, sendo apenas ultrapassada pela energia hídrica, nos anos de maior pluviosidade. Segundo a REN, em 2023, a energia eólica abasteceu 25% do consumo de eletricidade no país.

Só para termos uma ideia da capacidade de produção, o Governo norte-americano estima que uma ventoinha eólica média, que tenha entrado em funcionamento em 2020, seja capaz de gerar em apenas 46 minutos eletricidade suficiente para abastecer uma casa média nos EUA durante um mês.

Entre as principais vantagens da energia eólica destacam-se:

• Fonte de energia renovável e limpa;
• Redução da dependência de combustíveis fósseis não renováveis;
• Baixo impacto ambiental;
• Fácil Instalação e custo de operação e manutenção baixos;
• Fonte privilegiada para a produção de hidrogénio verde através de eletrólise.

Quanto às desvantagens, encontramos:

• Intermitência dos recursos ao longo do dia e necessidade de solução de armazenamento;
• Variabilidade de produção de energia, o que pode tornar a produção de energia instável e imprevisível;
• Impacto visual e sonoro (ruído, impacto em aves e outras espécies);
• Custo elevado da tecnologia offshore.

A energia hídrica, também conhecida como hidroelétrica, é gerada a partir da intensidade de um fluxo de água através das variações topográficas do terreno. É o caso da energia produzida nas barragens construídas com esse objetivo. A circulação da água pela barragem movimenta as turbinas que produzem energia elétrica. Existem também as chamadas centrais a fio de água, que não possuem albufeira e aproveitam o fluxo natural do rio para gerar energia.

Atualmente, a energia hídrica é a maior fonte de energia renovável do mundo e a segunda mais importante em Portugal. Segundo a REN, em 2023, essa fonte abasteceu 23% do consumo de eletricidade do país.

Por outro lado, a energia oceânica é produzida a partir da força das ondas e das marés. A tecnologia para explorar este recurso ainda está em fase de desenvolvimento, visando melhorar a eficiência e a resistência dos equipamentos usados. Portugal está na vanguarda da exploração desta energia renovável, tendo a ilha do Pico, nos Açores, acolhido a primeira central do mundo que produz eletricidade de forma regular a partir das ondas. Além deste projeto, outros têm vindo a ser igualmente testados ao longo da costa portuguesa para tirar proveito das condições favoráveis que apresenta para esta finalidade.

Consideram-se como principais vantagens deste tipo de energia renovável:

• Fonte de energia renovável;
• Baixa emissão de GEE;
• Baixos custos de produção e, por isso, é uma energia mais acessível;
• Estabilidade no fornecimento de energia e grande capacidade de produção de eletricidade;
• Possibilidade de armazenar energia para os períodos de seca;
• Facilitar a integração de outras energias renováveis.

Entre as desvantagens salientam-se:

• Impacto ambiental local, com a possibilidade de deslocação de populações locais, perda de habitats naturais e impactos negativos de flora e fauna da região;
• Elevado investimento e tempo de construção;
• Capacidade de produção depende das condições climáticas e pode ser reduzida nos períodos de seca ou períodos de chuva insuficiente;
• Ameaça à biodiversidade e alteração de ecossistemas locais.

Entre as vantagens encontramos:

• Fonte de energia renovável e inesgotável (ondas, marés e correntes oceânicas);
• Baixa emissão de GEE, contribuindo para a redução do impacto ambiental;
• Previsibilidade das marés;
• Elevado potencial energético;
• Contribui para a criação de emprego.

Quanto às desvantagens, destacam-se:

• Elevado investimento para a implantação da infraestrutura necessária;
• Necessidades específicas geomorfológicas (desnível acentuado de marés) para a instalação de centrais;
• Impacto ambiental na vida marinha e ecossistemas costeiros, como alterações na circulação de nutrientes e migração de espécies;
• Variabilidade de produção de energia sazonal.

A energia solar é uma energia renovável obtida a partir da luz do sol. Existem duas grandes formas de captar esta energia: as que recorrem a técnicas ativas e as passivas.

Nas técnicas ativas, encontra-se a produção de energia a partir de painéis solares fotovoltaicos (sendo também designada por energia fotovoltaica) ou a partir de painéis solares térmicos, aquecedores solares e concentradores solares térmicos das centrais heliotérmicas. Além disso, o sol pode ser usado para aquecer as águas de uso doméstico ou industrial, reduzindo a dependência do uso de eletricidade ou de gás.

As células fotovoltaicas existentes nos painéis solares (mas também nalguns telhados, máquinas de calcular e outros equipamentos) são feitas de materiais semicondutores. Quando expostas à luz solar, essas células libertam eletrões dos seus átomos, e são estes eletrões que geram eletricidade. Noutra forma de utilização, e à semelhança das centrais termoelétricas que funcionam com combustíveis fósseis e nucleares, também há instalações termoelétricas que recorrem à energia solar como fonte de calor. Neste caso, o calor é usado para ferver água destinada a acionar uma turbina a vapor, a qual gera eletricidade.

Quanto às técnicas passivas, destaca-se a otimização da construção de edifícios no sentido de beneficiar da maior incidência solar possível além da escolha de materiais de construção adequados.

A energia solar é a mais proeminente do novo paradigma energético, sendo a principal fonte de energia renovável no sistema atual. Considera-se que Portugal e Espanha são dois países muito bem posicionados (quando comparados com o resto da Europa) para a produção deste tipo de energia. Atualmente, representa apenas 8,1% da geração de eletricidade na União Europeia, porém está em franco crescimento, impulsionada pela redução significativa dos preços dos painéis fotovoltaicos.

Em 2023, a energia fotovoltaica foi responsável por 7% do consumo de energia elétrica em Portugal, segundo a REN. A Galp é um dos principais produtores de energia solar fotovoltaica na Península Ibérica. No final de 2023, a capacidade instalada de produção de energia renovável da Galp já em operação, quase toda proveniente de parques solares em Espanha e Portugal, é superior a 1,5 GW.

Tendo em conta a disponibilidade de sol na Terra, acredita-se que, se for explorada convenientemente, a energia solar tem potencial para suprir todas as necessidades energéticas mundiais, razão pela qual se tornará um dos recursos mais atraentes no futuro.

Entre vantagens, contam-se:

• Flexibilidade de instalação podendo ser utilizada em áreas remotas;
• Reduz a dependência de combustíveis fósseis e a emissão de gases poluentes;
• Fonte de energia inesgotável e 100% limpa;
• Baixos custos de manutenção;
• Fonte privilegiada para a produção de hidrogénio verde através de eletrólise.

Quanto às desvantagens, realçam-se:

• Dependência de condições climáticas para obter a máxima eficiência (produção limitada durante os meses de inverno);
• Necessidade de investimento para a instalação a nível doméstico;
• Necessidade de armazenamento para utilização em momentos de ausência de luz solar (períodos noturnos);
• Necessidade de espaço para a instalação de painéis solares;
• Desafios de reciclagem dos painéis solares no final da vida útil.

A energia geotérmica é a energia obtida a partir do calor proveniente do interior da Terra. As zonas geográficas com atividade vulcânica são as que apresentam maior potencial para explorar este tipo de energia.

Além de poder ser usada para produção de eletricidade, ela também pode ser usada como fonte de calor para estufas, bombas de calor, termas, indústrias e para climatizar edifícios. Em Portugal, a energia geotérmica é usada para a produção de eletricidade nos Açores, especificamente no Campo Geotérmico do Vulcão do Fogo. Já em Portugal Continental, esta energia é utilizada sobretudo em atividades relacionadas com a balneoterapia e, mais recentemente, no aquecimento de ambientes e de estufas.

Entre as vantagens, realçam-se:

• Energia renovável e sustentável (fonte de energia inesgotável e não poluente);
• Baixas emissões de carbono, contribuindo para a redução do impacto ambiental;
• Contribui para a redução de custos de eletricidade, uma vez que a infraestrutura geotérmica está instalada, e os custos operacionais são relativamente baixos.

No que diz respeito às desvantagens, nota-se que:

• Disponibilidade limitada em função da localização geográfica (apenas disponível em áreas de atividade geotérmica significativa);
• Elevado custo inicial de instalação de infraestrutura geotérmica;
• Presença do característico odor a enxofre.

Os biocombustíveis são combustíveis líquidos ou gasosos produzidos a partir de biomassa, isto é, de matéria orgânica (de origem vegetal ou animal) que pode ser usada como fonte de energia. Constituem alternativas renováveis aos combustíveis fósseis, tendo como intuito a redução de emissões de GEE (Gases de Efeito de Estufa) no setor dos Transportes.

Entre as vantagens, salientam-se:

• Redução da emissão de GEE durante a combustão na atmosfera, contribuindo para o combate às mudanças climáticas;
• Fonte de energia renovável;
• Menor dependência de fontes de combustíveis fósseis, que são finitos e não renováveis;
• Menor impacto ambiental em relação à extração, transporte e queima de combustíveis fósseis;
• Estímulo à produção agrícola e criação empregos no sector rural.

Em relação às desvantagens:

• Risco de desflorestação, erosão dos solos e ameaça à biodiversidade;
• Poluição resultante de culturas intensivas;
• Ineficiência energéticas na produção e processamento dos biocombustíveis;
• Consumo de água elevado;
• Necessidade de investimentos em tecnologia e infraestrutura para a produção em grande escala.

Uma das questões para a qual todos querem resposta é se as energias renováveis podem substituir completamente os combustíveis fósseis no futuro. Diversos cientistas afirmam que sim. Um estudo liderado por Mark Z. Jacobson, da Universidade de Stanford (EUA), revela que 139 países poderão depender exclusivamente de energias renováveis em 2050.

Este estudo analisou dados estatísticos dos diversos setores de cada país, como eletricidade, transportes, aquecimento, indústria, agricultura, silvicultura e pesca por forma a determinar a quantidade de energia necessária até 2050, e como as energias renováveis poderão suprir essas necessidades. Os cientistas concluíram que é possível que estes países possam funcionar com 80% de energia renovável até 2030 e 100% até 2050, contribuindo para limitar o aquecimento global a 1,5 graus centígrados. No entanto, ressaltam que é necessário superar barreiras sociais e políticas para alcançar esse objetivo, além da necessidade de promover maior consciencialização sobre o tema.

Mas se é verdade que as fontes naturais têm potencial para gerar a energia de que o mundo precisa – e até mais do que isso – também é verdade que esse potencial está longe de ser devidamente explorado. Entre os vários desafios existentes, destaca-se a necessidade de criar capacidade suficiente para captar a energia, por exemplo, do sol ou do vento, e convertê-la em eletricidade. Outro desafio adicional é a necessidade de transportar a energia para onde esta é necessária, assim como armazená-la para utilização posterior.

Uma das formas que está a ser estudada, com vista a superar este desafio é o uso de energia solar no espaço, que envolve a captura de energia do sol através do espaço e a sua transmissão para a Terra. Isso requer a colocação de satélites em órbita terrestre, para transmitir a energia através de micro-ondas, que são então recolhidas por estações recetoras com o objetivo de abastecer habitações e empresas. Vários projetos estão em desenvolvimento para tornar a energia solar no espaço uma realidade, incluindo o projeto Solaris da Agência Espacial Europeia, que planeia lançar cerca de 20 satélites capazes de capturar energia solar em órbita geoestacionária.