Energia Hídrica

A energia hídrica é aquela que tem por origem a água e é utilizada nos nossos dias em três vertentes:
As barragens.
A energia das marés
A energia das Ondas
As barragens são grandes “armazéns” de água que o Homem construiu para, aproveitando o desnível de montante para jusante aproveitando a energia potencial em turbinas Francis ou Kaplan ou ainda transformando essa energia potencial(1) em energia cinética(1) que se aproveita numa turbina Pelton. É um método de produção de energia muito usado, e sem emissões de CO2.
A energia das marés é a energia cinética (movimento) da água do mar, provocada pela subida e descida das marés. Existem por dia duas marés-altas e duas marés-baixas .
Estas marés são o resultado do movimento da Lua em torno da Terra e sofrem também a influencia do movimento da Terra em torno do Sol.
Este tipo de energia é aproveitado há já muito tempo, um exemplo deste aproveitamento são os famosos moinhos de maré do concelho de Almada que aproveitando este "vaivém" diário da água do Estuário do Rio Tejo moíam cereais.
Esta energia é obtida através de barragens construídas em áreas costeiras "afectadas" por marés.
As barragens bloqueiam e controlam o movimento das marés, que vão accionar turbinas especiais, que retêm a água que entra na maré-alta, libertando-a mais tarde, na maré baixa.
Principais vantagens e desvantagens:
As principais vantagens deste tipo de energia é o facto de ser uma energia renovável (não se esgota), não ser poluente e causar pouco impacte ambiental.
A desvantagem de utilizar a energia das marés na obtenção de energia é que o fornecimento não ser continuo apresentado assim baixo rendimento.
Como já foi referido, em Portugal existe aproveitamento de energia a partir da energia das marés. Moinhos de maré foram sendo construídos em Portugal a partir do século XIII, estando situados por quase todo o país, do Minho ao Algarve, na desembocadura dos rios, estuários e em rias.
A energia das ondas consiste em aproveitar o movimento da ondulação do mar para a produção de energia, é hoje em dia um processo que está a dar os primeiros passos com os
primeiros protótipos em fase de experimentação. Para países com Portugal com uma grande área marítima, pode ser um doas caminhos a explorar. O estado de desenvolvimento desta tecnologia ainda não permite tirar conclusões quanto à sua viabilidade e eficiência.

O Biogás

O biogás é um biocombustível cujo componente fundamental é o metano.
Obtém-se pela decomposição anaeróbica (na ausência de ar) de dejectos de animas e outro restos orgânicos, por acção das bactérias.
Pelo facto de ser um reaproveitamento de resíduos, sem quais quer outros custos de produção que não sejam a construção inicial de um biodigestor anaeróbico é uma energia sustentável quer do ponto de vista energético quer do ponto de vista ambiental.
Este gás pode ser utilizado para aquecimento ou num gerador de energia eléctrica.

Bioetanol e biodiesel

O bioetanol e biodiesel são biocombustíveis que podem ser utilizados como substitutos da gasolina e do gasóleo respectivamente.
O primeiro, obtêm-se por destilação de açúcares, como por exemplo da beterraba, cana do açúcar ou milho entre outros, e pode ser utilizado misturado com a gasolina ou com o biodiesel ou isoladamente.
O segundo é obtido por um processo chamado por transesterificação, a partir de gordura vegetais e animais e pode ser utilizado misturado no gasóleo, ou sem qualquer mistura em veículos cujas especificações o permitam.
Também aqui podemos ter situações muito diversas que vão desde a reciclagem de restos alimentares, até à produção em grande massa de matérias-primas para processamento e produção de bioetenol ou biodiesel.
Se a primeira é incontestável pois se trata do reaproveitamento de resíduos, alguns deles altamente poluentes, como os óleos alimentares, já quanto a produção em massa de matéria prima unicamente destinada a esse fim, deverá ser ponderada analisando a sua viabilidade energética, pois deverá ser considerada no balanço toda a energia consumida na produção e transformação e o impacto social que pode advir da ocupação com culturas destinadas à produção de energia das terras até agora destinadas À produção alimentar, e do impacto que teria nos preços dos bens alimewntares.

Biomassa Florestal

Entende-se por biomassa florestal todo o produto florestal que pode ser utilizado para queima para produção de energia.
Se estivermos a considerar apenas os produtos da necessária limpeza das matas, podemos considerar que a reposição é rápida e que a energia consumida no processo é apenas a dos cortes de desbaste e a do transporte, se associarmos a este aspecto o benefício ambiental que representa, do ponto de vista da prevenção de incêndios florestais, uma floresta limpa, podemos aceitar sem grande esforço que estamos perante um processo sustentável. Se no entanto estivermos a desmatar para queima grandes extensões de floresta para aproveitar a energia, é certo que conseguiremos no curto prazo uma grande quantidade de energia, mas mesmo com uma replantação intensiva, que tem custos energéticos elevados, dificilmente conseguiremos a sustentabilidade, pois a capacidade de regeneração da floresta não será suficiente quer para a reciclagem de todo o CO2 produzido. Entre estes dois extremos existem situações intermédias, que deverão ser sempre cuidadosamente estudados, quer do ponto de vista de balanço energético, diferença entre energia produzida e energia consumida, quer do ponto de vista ambiental. Hoje em dia, para além da tradicional utilização da biomassa nas lareiras e em equipamentos domésticos de queima também denominados recuperadores de calor, existem grandes centrai de biomassa, com caldeiras de elevado rendimento.

Os biocombustíveis – Energia Biomassa

Tal como os combustíveis, tal como os combustíveis fósseis, têm a sua origem nos seres vivos, a diferença fundamental reside em dois aspectos fundamentais:
- Primeiro o serem renováveis, isto é termos uma produção contínua desses combustíveis, ou das matérias-primas dos quais se podem obter, em lugar de estarmos dependentes de jazidas que não serão seguramente repostas em tempo útil, como acontece com os combustíveis fósseis.
- Segundo o facto de a produção de novos biocombustíveis, absorver o CO2 produzido na combustão, e libertar oxigénio em quantidade igual produzido na mesma, num processo já tratado anteriormente “A fotossíntese”. Os hidratos de carbono compostos contendo carbono hidrogénio e oxigénio, como a glicose, produzidos pela fotossíntese, estão na base de todos os biocombustíveis seja directa ou indirectamente (atente-se na semelhança com os hidrocarbonetos dos combustíveis fósseis, que são compostos de carbono e hidrogénio).
A combustão da glicose, um hidrato de carbono típico, obedece à seguinte equação

C6 H12 O6 + 6 O2 + 6H2 O→ 6 CO2 + 12 H2 O + energia

Se compararmos esta equação com a apresentado no texto “A Energia e a Fotossíntese” verificaremos que uma é a inversa da outra e a energia que nos surge da combustão deste hidrato de carbono é a correspondente à energia luminosa absorvida na fotossíntese quando da sua formação. Aparentemente seria um processo de desperdício zero e emissões zero, pois todo o CO2 produzido seria reconvertido através da fotossíntese, tal pode não ser a realidade, é necessário levar em consideração todo o processo e isso inclui pensar na energia consumida para produzir o biocombustível e para o seu transporte. Neste aspecto há situações diversas a considerar, cujos balanços são significativamente diferentes.
Analisaremos em textos seguintes diversos biocombostíveis sempre sob o ponto de vista da sustentabilidade.

Energias Renováveis

Energias renováveis são aquelas formas de energia cuja reposição, (renovação) se verifica num período relativamente curto de tempo.
Parecendo ser um conceito recente, na realidade, as energias renováveis fora as primeiras formas de energia utilizadas pelo Homem.
Na realidade podemos dizer que a primeira forma de energia que o Homem utilizou foi a solar, pois antes mesmo de descoberta a utilização do fogo, podemos garantir que os nossos antepassados se aqueciam ao sol.
Ao longo da história da humanidade, outras energias renováveis como a eólica, (moinhos de vento), a hídrica (azenhas), a energia das marés (moinhos de marés) e a energia da biomassa (queima de lenha, óleos e excrementos de animais) foram usados durante milhares de anos, apenas com o advento da revolução industrial no século XVIII com o aumento do consumo de carvão mineral e da produção industrial do petróleo no século XIX, a utilização das energias renováveis foi reduzida, dando lugar aos combustíveis fósseis, mais fáceis de manusear e com produções de energia em grade quantidade. A disponibilidade desses combustíveis e a quantidade aparentemente inesgotável para os padrões de consumo da altura, levou a que as energias renováveis fossem em muitos casos abandonadas, e a que não se apostasse no seu desenvolvimento. Com o aumento dos consumos energéticos, as consequências em termos de poluição atmosférica, e o progressivo declínio das reservas existentes, nas últimas décadas do século XX e início deste século XXI começou a apostar-se novamente neste tipo de energias nas mais diversas formas.

Gás Natural

O gás natural é o mais simples dos combustíveis naturais, e, portanto, é um bom exemplo para a nossa primeira análise pormenorizada da combustão. É simples porque, fora as impurezas de menor importância, é constituído por uma substância bem definida, um gás chamado metano. Este é com­posto por dois elementos, carbono e hidrogénio, e cada molécula de metano é constituída por um átomo de carbono rodeado por quatro átomos de hidrogénio - CH4 . A combustão, como vimos, requer oxigénio e uma molécula de oxigénio é constituída por dois átomos de oxigénio - O2 . Daqui resulta que uma molécula de metano reage com duas moléculas de oxigénio da forma seguinte:

Os produtos da combustão são fáceis de identificar: dióxido de carbo­no e água, esta na forma de água vaporizada ou vapor, (note-se que o nú­mero de átomos não se altera: um C, quatro H e quatro O).
Ainda temos de ver porque é que a energia fica disponível por esta nova combinação dos átomos. O ponto de partida essencial para esta explicação é que é necessário fornecer uma dada energia para separar os átomos de qualquer molécula, (se não fosse assim, as coisas que nos rodeiam desfazer-se-iam permanentemente em bocados, com as cadeiras de madeira a trans­formarem-se em gás e um pouco de pó, e o sal de mesa, num metal peri­goso e vapor venenoso.) Há quatro moléculas diferentes na equação quí­mica acima indicada, e um facto importante - que não é evidente na equa­ção - é que a energia necessária para manter separados o metano e o oxi­génio é apreciavelmente menor do que a energia libertada quando os mes­mos átomos se juntam para formar dióxido de carbono e água. E esta faci­lidade com que os seus átomos se separam e a aptidão dos seus elementos para reagir com o oxigénio que torna os compostos de carbono e hidrogé­nio tão bons combustíveis. Logo que o processo se inicia - assim que se acende a chama - manter-se-á, desde que continue o fornecimento de com­bustível e de oxigénio. A energia libertada, não tendo para onde ir, aumenta a velocidade de todas as moléculas. Por outras palavras, os gases da com­bustão ficam mais quentes, alcançam milhares de graus Celsius e formam uma intensa chama de gás.
Se tivermos um pouco mais de informação, podemos deduzir algo útil a partir da equação que escrevemos acima. Assim, se conhecermos a massa dos diferentes átomos envolvidos, podemos conhecer a quantidade de dióxido de carbono produzido por cada quilo de gás queimado. O quadro 4.1 mos­tra a sequência do cálculo e o resultado que é a libertação de um pouco menos de três quilogramas de CO2 por cada quilograma de gás. Considere­mos o seguinte aspecto. Um habitante da Grã-Bretanha, em média, consome, por ano, cerca de 1300 kWh de energia calorífica para aquecimento de água. Como a queima de gás natural liberta cerca de 14 kg de CO2 por cada 100 kWh de energia calorífica produzida (quadro 4.2), para o seu banho, duche, lavagem de roupa etc. cada habitante, por ano, contribui com a emissão de cerca de um quinto de tonelada de dióxido de carbono para a atmosfera. (A realidade é bastante pior porque as caldeiras domésticas têm, normal­mente mau rendimento, e, em alternativa, a utilização da electricidade não resolve o problema, porque as centrais termoeléctricas libertarão cerca de uma tonelada e meia de CO2 ao produzi-la.)