Quadro: Panorama das energias renováveis

Encomendado pelo Greenpeace e pelo Conselho Europeu de Energia Renovável (EREC, na sigla em inglês) ao Departamento de Análises de Sistemas e Avaliação de Tecnologia (Instituto de Termodinâmica Técnica) do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), o relatório [R]evolução energética – Perspectivas para uma energia global sustentável propõe um caminho a ser seguido para a adoção global de uma matriz energética sustentável até 2050.
O potencial das fontes de energias renováveis foi avaliado com base em informações fornecidas por todos os setores da indústria de energia ao redor do mundo e forma a base do Cenário da Revolução Energética. Confira a seguir:
1. Fotovoltaicos (PV)
Embora o mercado mundial de PV possa crescer mais de 30% ao ano, a contribuição dessa tecnologia para a geração de eletricidade ainda é muito pequena. Os pesquisadores da tecnologia estão focados no aperfeiçoamento dos módulos existentes e componentes do sistema, assim como no desenvolvimento de novos tipos de células no setor de filmes finos e materiais para as células cristalinas. A previsão é que a eficiência comercial das células cristalinas melhore de 15% a 20% nos próximos anos e que as células de filmes finos, que utilizam menos matéria-prima, estejam disponíveis no mercado.
O fator de aprendizagem para módulos PV tem se mantido constante em 0,8 por um período de mais de 30 anos, indicando um índice alto e contínuo de aprendizagem técnica e redução de custo. Considerando uma capacidade global instalada de 2.000 GW em 2050 e uma diminuição na taxa de aprendizagem após 2030, calcula-se que os custos de geração de eletricidade estarão por volta de 5 a 9 centavos/KWH em 2050.
Comparada com outras tecnologias de renováveis, a energia fotovoltaica deve, portanto, ser classificada como uma opção no longo prazo. Sua importância deriva de sua grande flexibilidade e enorme potencial técnico.
2. Usinas de energia solar térmica concentrada
Usinas solares térmicas de “concentração” só podem utilizar luz do sol direta e são, portanto, dependentes de locações com alta incidência solar. A África do Norte, por exemplo, tem um potencial técnico que excede em muito sua demanda local. As variadas tecnologias solares térmicas (refletores parabólicos de calha, torres de energia e concentradores de discos parabólicos) oferecem boas perspectivas para futuros progressos e redução de custos. Um avanço importante é a criação de grandes reservatórios de energia térmica que possam estender o tempo de operação desses sistemas para além do período de
iluminação solar.
Devido ao pequeno número de concentradores de energia solar (CSP) construídos até agora, é difícil obter fatores de aprendizagem confiáveis para este setor. Neste relatório, assume-se que o fator de aprendizagem de 0,88 – obtido a partir de dados dos refletores parabólicos de calha construídos na Califórnia – pode passar para 0,95 no processo de assimilação da nova tecnologia pelo mercado depois de 2030.
A Avaliação Energética Mundial das Nações Unidas prevê que o mercado de geração de eletricidade solar térmica vai desfrutar de um crescimento dinâmico similar ao da indústria eólica, mas com um atraso de 20 anos. Dependendo do nível de irradiação e modo de operação, são previstos custos de geração de eletricidade de 5 a 8 centavos/KWH, pressupondo-se sua rápida introdução no mercado nos próximos anos.
3. Coletores solares térmicos para aquecimento e resfriamento
Pequenos sistemas de coletores solares térmicos para água e aquecimento auxiliar já estão bem desenvolvidos para vários tipos de aplicação. Por outro lado, grandes reservatórios de aquecimento sazonal para armazenar o calor do verão até o inverno, quando o aquecimento se faz necessário, estão disponíveis somente em escala piloto. Apenas com sistemas locais de aquecimento com armazenamento temporário seria possível suprir uma larga fatia do mercado de aquecimento de baixa temperatura com energia solar.
Fatores cruciais para seu lançamento no mercado são o baixo custo de armazenamento, produção adequada e aproveitável de calor.
Dados do mercado europeu de coletores indicam um fator de aprendizagem de aproximadamente 0,90 para coletores solares, apontando um sistema relativamente bem desenvolvido a partir de uma perspectiva tecnológica. Por outro lado, prevê-se que a construção de reservatórios temporários de calor terá uma redução de custos de mais de 70% no longo prazo. No futuro, dependendo da configuração do sistema, será possível alcançar custos solares térmicos entre 4 e 7 centavos/kWh térmico.
4. Energia eólica
Em um curto período de tempo, o desenvolvimento da energia eólica resultou no estabelecimento de um próspero mercado global. As maiores turbinas eólicas do mundo, várias delas instaladas na Alemanha, têm capacidade de 6 MW. No entanto, o custo de novos sistemas tem estagnado em alguns países nos últimos anos, devido ao contínuo aumento da demanda e investimentos consideráveis dos fabricantes no aperfeiçoamento da tecnologia e desenvolvimento e a introdução de novos sistemas. O resultado é que o fator de aprendizagem observado para turbinas de vento construídas entre 1990 e 2000 na Alemanha era somente 0,94. Contudo, desde que os desenvolvimentos técnicos proporcionaram aumentos de produção, os custos de geração de eletricidade tendem a diminuir. Prevê-se um maior potencial de redução de custos, com a taxa de aprendizagem correspondentemente mais alta.
Enquanto o relatório Perspectiva Energética Mundial 2004 da AIE espera que a capacidade eólica mundial cresça somente a 330 GW até 2030, a Avaliação Energética Mundial das Nações Unidas prevê um nível de saturação global de cerca de 1.900 GW para o mesmo período. Já a versão 2006 do relatório Perspectiva Global de Energia Eólica, elaborado pela European Wind Energy Association e o Greenpeace,  projeta uma capacidade global acima de 3.000 GW até 2050.
Uma curva de experiência para turbinas eólicas é derivada da combinação dos atuais fatores de aprendizagem observados com uma previsão de alto crescimento no mercado, orientado através do Panorama Global de Energia Eólica, indicando que os custos para turbinas eólicas terão uma redução de 40% por volta de 2050.
5. Biomassa
O espectro de custos de geração de energia a partir de biomassa é bastante amplo. Uma das opções mais econômicas é o uso de restos de madeira provenientes de turbinas a vapor instaladas em usinas combinadas de calor e energia (CHP). A gaseificação de biocombustíveis sólidos, por outro lado, que proporciona uma ampla variedade de aplicações, ainda é relativamente cara. Espera-se que custos mais acessíveis de produção de eletricidade sejam alcançados com a utilização de gás de madeira em micro unidades de CHP (motores e células combustíveis) e em usinas a gás e vapor.
Há ainda um grande potencial para uso de biomassa sólida na geração de calor tanto em pequenos quanto em grandes centros geradores de calor conectados às redes de aquecimento locais. A conversão de plantações em etanol e ‘biodiesel’ a partir de ésteres metílicos e etílicos provenientes de diferentes oleaginosas ganhou muita importância nos últimos anos na Europa, EUA e Brasil. Os processos para a obtenção de combustíveis sintéticos de gases biogênicos também terão um papel importante.
6. Geotérmica
A energia geotérmica tem sido utilizada mundialmente há tempos para aquecimento, enquanto a geração de eletricidade é limitada a poucos locais com condições geológicas específicas. Extensas pesquisas adicionais são necessárias para acelerar o progresso dessa tecnologia. Em particular, a criação de vastas superfícies de troca de calor subterrâneas (tecnologia HDR) e o aperfeiçoamento de geradoras de calor e energia com o Ciclo Orgânico Rankine (ORC, em inglês).
Como uma grande parte dos custos das usinas geotérmicas é decorrente da perfuração profunda, as informações já disponíveis do setor petrolífero podem ser usadas, com fatores de aprendizagem observados de menos de 0,80. Considerando um crescimento médio global do mercado de energia geotérmica de 9% ao ano até 2020, reduzido para 4% depois de 2030, o resultado seria uma potencial redução de custos em 50% até 2050. Além disso, apesar dos altos valores atuais (cerca de 20 centavos/kWh), os custos da produção de eletricidade – dependendo dos custos de fornecimento de calor – estão previstos para baixar a cerca de 6-10 centavos/kWh no longo prazo. Devido à sua oferta não flutuante, a energia geotérmica é considerada um elemento-chave na infra-estrutura futura de oferta de energia baseada em fontes renováveis.
7. Hidrelétricas
A energia hidrelétrica é uma tecnologia madura que vem sendo utilizada para geração de eletricidade de uso comercial em larga escala. Um potencial adicional pode ser explorado primeiramente pela modernização e expansão dos sistemas existentes. O limitado potencial de redução de custos remanescente poderá, provavelmente, ser anulado com o aumento dos problemas das futuras obras e o crescimento das exigências ambientais. Pode-se prever que, para os sistemas de pequena escala, onde os custos de geração de energia são geralmente mais altos, a necessidade de cumprir as exigências ecológicas envolverá proporcionalmente custos mais altos que para os grandes sistemas.
Box: Evolução de custos de energias renováveis
Em 2020, a maioria das tecnologias deve reduzir seus custos de investimentos
específicos entre 30% e 60% em relação aos níveis atuais, e entre 20% e 50% a partir do momento em que for atingido seu completo desenvolvimento (que deve ocorrer depois de 2040).
Menores custos de investimentos para as tecnologias de energias renováveis significam uma redução dos custos de eletricidade e aquecimento. Os custos de geração hoje estão por volta de 8 a 20 centavos/kWh para as mais importantes tecnologias, com exceção dos fotovoltaicos. No longo prazo, prevê-se que os custos caiam para cerca de 4 a 10 centavos/kWh. Essas estimativas dependem de condições específicas locais como o regime de ventos ou a incidência solar, a disponibilidade de biomassa a preços razoáveis ou a garantia de abertura de crédito para aumentar a oferta de aquecimento por geração combinada de calor e energia.
Fonte: Relatório Brasil Sustentável, Ernst&Young
Box: Capacidade instalada e potencial das energias renováveis no Brasil

Fonte: Relatório Tendências Globais de Investimento em Energias Sustentáveis, PNUMA