Introdução às fontes renováveis e alternativas

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Introdução às fontes renováveis e alternativas
Prof.º Bruno Cavalcante Di Lello
Descrição
O entendimento das diferentes fontes de energia e a sua geração de forma alternativa e renovável.
Propósito
A identificação de formas renováveis e sustentáveis para a geração de energia é primordial para os profissionais de todas as áreas, tendo em vista
as preocupações ambientais que devem nortear a sociedade em todos os seus aspectos.
Objetivos
Módulo 1
A geração e o uso da energia elétrica no Brasil e no mundo
Analisar a geração e o uso da energia elétrica no Brasil e no mundo.
Módulo 2
Os impactos ambientais associados às fontes tradicionais de energia
Reconhecer os impactos ambientais associados às fontes tradicionais de energia.
Módulo 3
As fontes alternativas de energia
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Reconhecer as fontes alternativas de energia.
Introdução
No vídeo sobre a geração de energia elétrica, o doutor Bruno Cavalcante Di Lello demonstrará as diferenças entre uma matriz energética e uma
matriz elétrica, fazendo uma comparação entre as formas de geração de energia no Brasil e no mundo. Vamos lá!
Orientações sobre unidades de medidas
Em nosso material, unidades de medida e números são escritos juntos (ex.: 25km) por questões de tecnologia e didáticas. No entanto, o Inmetro
estabelece que deve existir um espaço entre o número e a unidade (ex.: 25 km). Logo, os relatórios técnicos e demais materiais escritos por você
devem seguir o padrão internacional de separação dos números e das unidades.
1 - A geração e o uso da energia elétrica no Brasil e no mundo
Ao �nal deste módulo, você deverá ser capaz de analisar a geração e o uso da energia elétrica no Brasil e no mundo.
A matriz elétrica brasileira
O doutor Bruno Cavalcante Di Lello identifica a seguir o que é matriz energética e matriz elétrica e fala sobre a distribuição das fontes de geração no
Brasil e no mundo. Vamos lá!
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Matriz energética
Considerações iniciais sobre energia
A energia move o mundo. Há 300 anos, o grande cientista e matemático Gottfried Leibniz começou a se perguntar por que um objeto em
movimento, como uma bola de bilhar, imprimia movimento a outro objeto após uma colisão entre eles. Leibniz compreendeu que cada objeto trazia
consigo uma força vital que, como um “fluido”, poderia ser passada para objetos vizinhos. Esse conceito primitivo de energia foi se aprimorando ao
longo dos três últimos séculos, possibilitando que a humanidade compreendesse suas leis e desenvolvesse diferentes formas de geração de
energia, além de máquinas para seu aproveitamento.
Saiba mais
Na história, as sociedades que mais dominam a energia, suas formas de geração e de aproveitamento também conseguem dominar o contexto
geopolítico no qual estão inseridas. Ao longo do desenvolvimento das formas de aproveitamento e geração de energia, pouca ou nenhuma atenção
foi dada à sua produção sustentável. Por isso, a importância de uma mudança de pensamento, com uma guinada da sociedade no sentido de obter
energia de formas alternativas, com baixo impacto ambiental e que garantam os recursos naturais para as gerações futuras.
A partir de agora, identificaremos os desafios da geração de energia, as formas tradicionais de geração, seus problemas e as formas de geração
sustentável em seus múltiplos aspectos.
O que é matriz energética?
A matriz energética representa o balanço total de energia consumida por uma região, levando-se em conta as contribuições individuais das
diferentes fontes geradoras. Na matriz energética, observamos que diversas fontes de energia não são renováveis, por exemplo, os derivados de
petróleo e os combustíveis radioativos.
Em termos globais, a maior parte das fontes geradoras de energia é não renovável.
O Brasil apresenta uma matriz energética com uma importante participação de fontes renováveis, em comparação com a matriz energética global,
vejamos:
Fontes renováveis e não renováveis de energia.
Fontes não renováveis de energia
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As fontes de energia não renováveis são aquelas extraídas da natureza e que não podem ser repostas de forma rápida, gerando esgotamento de
seus recursos, de acordo com o ritmo de sua extração. São exemplos de fontes não renováveis:
petróleo e seus derivados;
gás natural;
urânio e demais combustíveis nucleares;
carvão mineral.
As fontes não renováveis de energia estão associadas a severos problemas ambientais. Atualmente, o maior desafio para o planeta é a redução das
emissões de CO2 que estão associadas diretamente à queima dos combustíveis fósseis, pois ainda dependemos extensamente dos derivados de
petróleo para sustentar a demanda energética.
Fontes renováveis de energia
As fontes renováveis são aquelas que estão disponíveis na natureza ou que podem ser cultivadas de forma rápida, sendo utilizadas para a geração
de energia sem que haja um esgotamento desses recursos. A reposição dessas fontes ocorre de forma contínua pelo próprio ciclo natural do
planeta. São exemplos de fontes renováveis de energia:
hidráulica;
biomassa;
biocombustíveis;
lenha e carvão vegetal;
eólica;
solar;
geotérmica;
maremotriz.
Cabe destacar que mesmo fontes renováveis podem gerar CO2 em sua utilização. Todavia, em se tratando de fontes renováveis de origem vegetal, o
CO2 emitido por sua queima é sequestrado ao longo do crescimento da vegetação que dá origem a essa fonte de energia.
Exemplo
A queima do etanol por um motor a combustão libera gás carbônico, que terá a sua quantidade absorvida ao longo do crescimento das plantações
da cana de açúcar que dão origem ao etanol.
As fontes renováveis de energia são comumente chamadas de fontes de energia limpa.
A matriz energética brasileira e a matriz energética mundial
O Brasil tem uma posição de destaque na utilização de fontes renováveis de energia em sua matriz energética. De acordo com o balanço da oferta
interna de energia (OIE), atualmente, as fontes renováveis representam quase 50% da matriz energética brasileira. O país saltou de uma participação
de 46,1% das fontes renováveis em 2019 para 48,4% em 2020. Em termos mundiais, de acordo com os dados de 2018, há apenas uma participação
de aproximadamente 14% das fontes renováveis na matriz energética. Para os países da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento
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Econômico (OCDE), a participação das fontes renováveis é ainda menor, com cerca de 11%, de acordo com os dados de 2018. Veja no gráfico.
Participação das fontes renováveis de energia na OIE. 
Elaborado por: EPE baseado na Agência Internacional de Energia (AIE) e EPE para o Brasil, p. 12.
Em termos históricos, o Brasil avançou ao longo dos anos na participação das fontes renováveis na matriz energética. Períodos de decréscimo
nessa participação ocorreram em virtude da crise hídrica, sobretudo entre 2011 e 2014. A partir de 2014, a participação das fontes renováveis
cresceu, com um pequeno decréscimo entre 2016 e 2017. Veja no gráfico a seguir a participação das fontes renováveis na matriz energética
brasileira.
Participação das fontes renováveis na matriz energética brasileira. 
Elaborado por: EPE baseado na Agência Internacional de Energia (AIE) e EPE para o Brasil, p. 12.
Em termos de matriz energética, somente para a geração de eletricidade, ou seja, a matriz elétrica, o Brasil tem ainda mais destaque quando
consideramos a utilização de fontes renováveis.Cerca de 85% da matriz elétrica brasileira tem origem em fontes renováveis, de acordo com dados
de 2020. Em termos mundiais, segundo dados de 2018, havia a utilização de 23% de fontes renováveis e para os países da OCDE, 27% (dados de
2019 para a OCDE). Esses dados são apresentados abaixo.
Fontes renováveis e não renováveis na geração de energia elétrica. 
Extraído de: EPE, 2021, p. 39.
Confira mais um gráfico, agora apresentando a evolução da participação das fontes renováveis na matriz elétrica brasileira entre os anos de 2011 e
2020:
Participação das fontes renováveis de energia na matriz elétrica do Brasil (2011 – 2020). 
Extraído de: EPE, 2021, p. 39.
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A geração de energia elétrica por recursos hídricos
A geração de energia elétrica no Brasil
Nos últimos anos, a questão energética assumiu posição central na agenda ambiental mundial, sobretudo em função do aquecimento global que
conduziu às negociações da Convenção do Clima, consubstanciadas principalmente no Protocolo de Kyoto (REIS; SANTOS, 2014). Isso porque a
atual matriz energética mundial ainda depende, em quase 80%, de combustíveis fósseis, cuja queima contribui para o rápido aumento da
concentração de “gases estufa” na atmosfera e, consequentemente, para a elevação da temperatura da Terra (REIS; SANTOS, 2014).
Vimos que a matriz energética de um país relaciona todas as fontes de energia utilizadas em determinada nação, são consideradas as fontes
utilizadas para movimentar uma economia, incluindo o consumo de petróleo para os meios de transporte. Uma matriz energética é mais completa e
complexa do que uma matriz elétrica. Na matriz elétrica, relacionamos apenas as fontes utilizadas para a geração de energia elétrica. Neste ponto,
nossa discussão focará a matriz elétrica brasileira.
Atenção!
O Brasil tem a sua geração de energia elétrica baseada principalmente em seus recursos hídricos. Essa fonte, renovável, tem enfrentado diversos
desafios em virtude de períodos de seca que baixam os níveis dos reservatórios das hidrelétricas, inviabilizando a geração dessa energia.
Embora a geração hidrelétrica seja a mais importante em termos do percentual de energia elétrica disponível no Brasil, novas fontes de geração de
energia elétrica têm sido aplicadas em nosso território e complementam esse tipo de geração. O quadro a seguir mostra o percentual de
participação das diversas fontes de geração de energia elétrica no país.
Participação percentual das fontes de geração de energia elétrica no Brasil - 2020
Derivados de petróleo 1,60%
Nuclear 2,20%
Carvão e derivados 3,10%
Hidráulica 65,20%
Gás natural 8,30%
Eólica 8,80%
Biomassa 9,10%
Solar 1,70%
Adaptado de: EPE, 2021.
No próximo tópico vamos conversar sobre cada uma dessas fontes. Fique atento!
A geração hidrelétrica no Brasil
O Brasil é um dos maiores produtores de energia hidrelétrica do mundo. O potencial hídrico em nosso território levou o país a optar por essa fonte
de geração por décadas. Embora represente uma fonte renovável, ela é sensível às mudanças climáticas que vêm reduzindo a quantidade de
chuvas, levando aos baixos níveis em nossos reservatórios de hidrelétricas.
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Atualmente, a geração hídrica representa 65% da geração de energia elétrica no Brasil.
Um fato importante de nossa história recente, no que se refere à política de geração e de distribuição de eletricidade, foi a crise hídrica de 2001, que
levou ao racionamento de energia elétrica como forma de recompor os reservatórios das usinas hidrelétricas.
Isso levou a uma nova estratégia para a distribuição de energia no país. Veja a seguir:
A usina hidrelétrica de Itaipu, binacional, construída em consórcio com o Paraguai, representa a opção na geração elétrica a partir dos recursos
hídricos em nosso território.
Usina hidrelétrica de Itaipu, a segunda maior hidrelétrica do mundo.
A geração de energia elétrica por recursos não hídricos
Energia elétrica por fontes não hídricas
Vimos que nossa matriz elétrica é fortemente dependente de nossos recursos hídricos. Embora seja uma fonte renovável, nossos recursos hídricos
sofrem períodos de escassez, prejudicando a geração de energia elétrica.
A participação das diferentes fontes na geração de energia no Brasil, para o ano de 2020, pode ser visualizada na figura a seguir.
Melhoria e a ampliação do Sistema Interligado Nacional (SIN)
Esse sistema permite a redistribuição da energia ao longo do território nacional, direcionando a energia produzida em locais distantes
para regiões onde a geração se encontra escassa em virtude de fatores climáticos ou por outros tipos de problemas, como quedas na
rede de transmissão.
Investimento na implantação de termoelétricas
Usinas que utilizam a queima de combustíveis para produzir energia elétrica.
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As diferentes fontes para a geração de energia elétrica no Brasil - 2020. 
Adaptado de: EPE, 2021.
Vamos explorar um pouco algumas fontes de geração de energia elétrica disponíveis no país? Então, vamos lá!
A geração termoelétrica no Brasil
A partir da crise hídrica de 2001, o Brasil investiu na construção de usinas termoelétricas. O funcionamento de uma termoelétrica segue os mesmos
princípios mecânicos da geração por hidrelétricas. Confira!
Hidrelétricas
Turbinas geradoras de energia são giradas pela água nos reservatórios.
Termoelétricas
Ocorre a queima de um combustível que aquece a água, gerando vapor sob pressão que impulsiona as turbinas.
A geração de energia elétrica por usinas nucleares pode ser classificada como geração termoelétrica, mas trataremos a energia nuclear
separadamente em virtude de suas características. A necessidade de queima de combustível torna a geração de energia a partir das termoelétricas
mais cara do que pelas hidrelétricas.
Em média, o custo de geração de energia é de 5 a 8 vezes mais elevado nas termoelétricas quando comparado ao
custo nas usinas hidrelétricas.
As usinas termoelétricas ampliam a geração de energia sempre que a capacidade de geração hidrelétrica não consegue suprir a demanda nacional.
Por esse motivo, em épocas de escassez são aplicadas bandeiras tarifárias para cobrir o custo extra para a geração de energia elétrica utilizando as
termoelétricas.
A geração eólica no Brasil
O Brasil tem ampliado de forma acelerada a implantação de parques eólicos. Atualmente, a geração eólica corresponde a quase 9% da matriz
elétrica brasileira.
O quadro a seguir mostra a evolução da capacidade instalada no Brasil.
Evolução da capacidade de geração eólica no Brasil
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Evolução da capacidade de geração eólica no BrasilAno Capacidade instalada
2005 25 MW
2014 4,9 GW
2017 12 GW
2020 17,2 GW
2021 19,1 GW
Adaptado de: IRENA e NOS.
O país viu a sua capacidade de geração de energia eólica ser multiplicada cerca de 760 vezes entre 2005 e 2021. Os principais parques eólicos
brasileiros se encontram na Região Nordeste (com a maior parte dos projetos) e na Região Sul, uma vez que essas duas regiões apresentam as
maiores velocidades e constâncias de vento no território brasileiro.
Parque eólico em Parnaíba, Piauí.
Energia nuclear no Brasil
A energia nuclear também pode ser considerada uma fonte termoelétrica, entretanto, trata-se de um processo que não utiliza a queima de um
combustível para a geração de calor, mas que aproveita a energia gerada no decaimento radioativo de um combustível nuclear. Assim, embora
tenha um caráter termoelétrico, iremos separar a energia nuclear das usinas termoelétricas a combustão, em virtudede suas especificidades.
Saiba mais
A energia nuclear representa cerca de 2% da matriz elétrica brasileira. Existem no país duas usinas de geração de energia elétrica a partir da energia
nuclear, ambas situadas na cidade de Angra dos Reis, RJ. A primeira usina em operação, Angra I, foi inserida na rede em 1982 e opera com a
capacidade de 657MW. A usina de Angra II foi conectada à rede em 2000 e opera com capacidade de 1350MW. Uma terceira usina, Angra III, com
capacidade também de 1350MW, tinha sua instalação prevista para 2014, entretanto, em razão de inúmeras paralizações no projeto, Angra III ainda
não se encontra em operação.
A geração fotovoltaica no Brasil
O Brasil é o país com a maior incidência de radiação solar no mundo. Apesar de todo esse potencial, a geração de energia elétrica por meio de
células fotovoltaicas ainda é pequena. Cabe destacar, contudo, que essa forma de geração tem crescido a passos acelerados e houve um notável
salto nos últimos anos. Em 2018, a capacidade de geração instalada era de 1,1GW, sendo ampliada para 7,8GW em 2020 e alcançando 10,3GW em
meados de 2021. As principais regiões geradoras de energia elétrica por meio de células fotovoltaicas (ou células solares) são o Sudeste e o
Nordeste do país.
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Complexo de geração fotovoltaica de Pirapora.
A geração de energia elétrica no mundo
A geração de energia elétrica em alguns países
O mundo produz energia elétrica predominantemente a partir de fontes de energia não renováveis. Cerca de 26% da energia elétrica produzida no
mundo é proveniente de fontes renováveis, enquanto no Brasil esse percentual está próximo a 85%. Dados da matriz elétrica mundial (2021)
mostram que a principal fonte para a geração de energia elétrica ainda é o carvão mineral, respondendo por 38% da produção.
Fontes de geração de energia elétrica no mundo - 2021. 
Adaptada de: Matriz elétrica mundial (2021).
As fontes renováveis mostradas na matriz elétrica mundial são: hídrica, biomassa, solar, eólica, geotérmica e maré. As fontes não renováveis, como
o carvão mineral, o gás natural e o petróleo e seus derivados, têm como problema principal a geração de CO2 em sua queima. Países como a China,
a Rússia, a Índia e os Estados Unidos, além da comunidade europeia possuem matrizes elétricas muito poluentes e baseadas em recursos não
renováveis. Vamos ver um pouco do cenário desses locais.
A geração de energia elétrica na China
A China ainda tem uma matriz elétrica predominantemente baseada em fontes não renováveis. O cenário está se alterando com grandes projetos de
geração de eletricidade a partir das fontes solar e eólica. Há uma previsão de que essas duas fontes de energia renovável alcancem, no final de
2021, cerca de 11% da matriz elétrica chinesa. O país também é um grande gerador de energia por fonte hídrica.
Barragem de Três Gargantas, na China, a maior usina hidrelétrica do mundo.
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Montanha coberta de painéis solares, perto do Tibet, na China.
Apesar dos avanços, a China ainda consome metade das reservas de carvão mundial para a geração de energia. Veja a seguir as contribuições das
diferentes fontes de geração de eletricidade na China, em 2019.
Fonte Tipo
Contribuição
percentual
Renovável ≈ 27,8% Hidráulica 17,7%
Eólica 5,5%
Solar 3,1%
Biomassa 1,5%
Não renovável ≈ 72,2% Carvão mineral 62,2%
Nuclear 4,8%
Gás natural 3,2%
Outros 2%
Fontes de geração de eletricidade na China em 2019.
Adaptada de: chinaenergyportal.org
Observe a seguir uma usina termoelétrica na província de Shandong, na China.
A geração de energia elétrica nos Estados Unidos
A geração de eletricidade nos Estados Unidos acompanha a tendência mundial de pouca utilização de fontes renováveis. A contribuição, em termos
percentuais, das diferentes fontes para a geração de eletricidade nos Estados Unidos em 2020 é mostrada a seguir.
Fonte Tipo
Contribuição
percentual
Renovável ≈ 20% Eólica 8,4%
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Fonte Tipo
Contribuição
percentualHidráulica 7,3%
Solar 2,3%
Biomassa 1,5%
Geotérmica 0,5%
Não renovável ≈ 80% Petróleo 1%
Carvão mineral 19%
Gás natural 40%
Nuclear 20%
Fontes de geração de eletricidade nos Estados Unidos em 2020.
Adaptada de: EIA.gov
Nos Estados Unidos, a geração eólica ultrapassou a geração por hidrelétricas, mas o país é fortemente dependente da geração termoelétrica,
incluindo a energia nuclear. Eles contam com diversas usinas nucleares que possuem a mesma contribuição percentual das fontes renováveis.
A geração de energia elétrica na comunidade europeia
Mesmo com um considerável salto no uso de fontes renováveis, a matriz elétrica europeia ainda é dependente, em sua maior parte, de fontes não
renováveis. Em 2019, apresentava a seguinte distribuição de acordo com as fontes geradoras, em termos percentuais:
Fonte Tipo
Contribuição
percentual
Renovável ≈ 30% Eólica 13%
Hidráulica 12,2%
Solar 4,5%
Geotérmica 0,2%
Não renovável ≈ 70% Combustíveis fósseis 43,6%
Nuclear 26,2%
Outros 0,2%
Fontes de geração de eletricidade na comunidade europeia em 2019.
Adaptada de: EIA.gov
A geração de energia elétrica na Rússia
A maior parte da eletricidade da Rússia é gerada por termoelétricas a carvão, gás natural e combustível líquido. A energia nuclear também tem
relevante contribuição na matriz elétrica russa. Em termos percentuais de acordo com a fonte geradora, a matriz elétrica do país é dividida da
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seguinte forma:
Fonte Tipo
Contribuição
percentual
Renovável ≈ 20% Hidráulica 20%
Não renovável ≈ 80% Gás natural 43%
Carvão mineral 16,3%
Combustível líquido 0,7%
Nuclear 20%
Outros 0,3%
Fontes de geração de eletricidade na Rússia em 2020.
Adaptada de: EIA.gov
A geração de energia elétrica na Índia
A Índia tem uma população superior a 1,4 bilhão de habitantes, e sua necessidade energética acompanha o tamanho de sua população. Assim
como ocorre na média mundial, a matriz energética da Índia é majoritariamente baseada em fontes não renováveis.
Fonte Tipo
Contribuição
percentual
Renovável ≈ 21,3% Hidráulica 12%
Eólica 4,7%
Solar 3,6%
Biomassa 1%
Não renovável ≈ 78,7% Gás natural 3,5%
Carvão mineral 71,9%
Nuclear 3,4%
Fontes de geração de eletricidade na Índia em 2020.
Adaptada de: cea.nic.in
O uso da energia elétrica no Brasil e no mundo
O uso da energia elétrica no Brasil
A energia elétrica é responsável por movimentar diversos setores da economia em qualquer país, sendo indispensável para as sociedades atuais. O
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g p p q q p , p p
uso da energia elétrica encontra-se distribuído da seguinte forma no Brasil, de acordo com diferentes setores da economia, com dados atualizados
do ano de 2020.
Distribuição do consumo de energia elétrica no Brasil em 2020. 
Adaptada de: epe.gov.br
Como vimos, no Brasil, a maior demanda de energia está nos setores da indústria (36,6%), residencial (27,6%) e de comércio (15,7%). Mas como se
dá essa distribuição de energia entre os diferentes setores da economia em todo o planeta?
O uso da energia elétrica no mundo
A distribuição do uso de eletricidade por setor, em termos mundiais, mostra as demandas majoritárias semelhantes às encontradas na matriz
elétrica brasileira. Observe a seguir, de acordo com dados para o ano de 2018, a distribuição para o uso da energia elétrica em termos mundiais.
Distribuição do consumo de energia elétrica no mundo em 2018. 
Adaptada de: iea.org
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A matriz energética de um país se difere de sua matriz elétrica. A respeito da matriz energética e da matriz elétrica, assinale a alternativa
correta.
Parabéns! A alternativa B está correta.
A matriz elétrica está relacionada à geração de energia elétrica pelas mais diversas fontes, sejam essas renováveis ou não renováveis. A matriz
energética mostra o total de energia gerada em uma região, englobando a geração elétrica e outras formas de energia não relacionadas à
eletricidade.
A
A matriz elétrica está relacionada à geração de energia por fontes renováveis, enquanto a matriz energética mostra todas as
fontes utilizadas para a geração de energia.
B
Tanto as matrizes elétrica e energética mostram as fontes renováveis e não renováveis, a primeira refere-se somente à forma de
geração ligada à eletricidade, enquanto a segunda mostra o total de energia, englobando as formas “não elétricas”.
C
A matriz elétrica está relacionada somente à geração hidrelétrica e termoelétrica, enquanto a matriz energética relaciona
somente as fontes solar, eólica e os motores a combustão.
D
A diferença entre as matrizes está na representação das unidades de energia que são aplicadas: enquanto a energética é
calculada em toneladas de óleo equivalente, a elétrica é calculada em Gigawatt hora.
E
A matriz energética leva em conta somente o petróleo, já a elétrica leva em conta somente a produção de eletricidade de uma
região.
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Questão 2
A respeito dos usos de fontes renováveis e não renováveis de energia para a geração energia elétrica, assinale a alternativa correta.
Parabéns! A alternativa D está correta.
A matriz elétrica brasileira utiliza primordialmente fontes renováveis. A principal fonte é a hídrica, atendendo a mais de 60% da demanda de
energia elétrica. Além dessa fonte renovável, o país ampliou a geração eólica, solar e de biomassa. Atualmente, as fontes renováveis
correspondem a cerca de 85% da matriz elétrica brasileira.
2 - Os impactos ambientais associados às fontes tradicionais de energia
Ao �nal deste módulo, você deverá ser capaz de reconhecer os impactos ambientais associados às fontes tradicionais de
energia.
A
O Brasil, mesmo apresentando um elevado potencial de fontes renováveis como a energia solar, eólica e hídrica, tem a sua
matriz elétrica baseada em recursos não renováveis.
B
A China reverteu na última década a forma de geração de sua eletricidade, passando das fontes não renováveis para as fontes
renováveis a partir da adoção da energia solar, que atualmente é responsável por mais de 60% de sua geração elétrica.
C
A partir dos acordos climáticas dos últimos 30 anos, o mundo gera energia elétrica principalmente a partir de fontes renováveis,
como a hídrica, a solar e a eólica.
D
A matriz elétrica brasileira é uma das mais limpas do mundo, com um percentual de participação de fontes renováveis acima de
80%.
E
No cenário mundial, a escassez de água fez diminuir a geração hidrelétrica, fomentando as fontes eólicas e fotovoltaicas, que
correspondem, somadas, a mais de 80% da geração de energia elétrica.
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e e g a
Impactos ambientais associados às fontes tradicionais de energia
Veja agora tudo sobre as fontes de geração de energia elétrica através de termoelétricas com queima de combustíveis fósseis, hidrelétricas e
energia nuclear. Confira!
Os combustíveis fósseis e o impacto no aquecimento global
Os combustíveis fósseis e seus impactos
O mundo gera a sua energia de forma não renovável principalmente em virtude da elevada oferta de combustíveis fósseis.
O petróleo é uma forma de “energia líquida”, bastante concentrada que, atualmente, apresenta um baixo custo
quando comparada com outras fontes, sobretudo as renováveis.
A seguir, vamos reconhecer os impactos ambientais relacionados às fontes tradicionais de geração de energia. Abordaremos os impactos
associados às termoelétricas que queimam combustíveis fósseis, às hidrelétricas e à geração por energia nuclear.
Efeito estufa.
A liberação de CO2 na atmosfera como consequência da queima dos combustíveis fósseis talvez seja a maior ameaça para a sobrevivência do
planeta.
Você sabe o que é o efeito estufa e o aquecimento global? 
Você sabia que o efeito estufa dentro de limites adequados é benéfico para a vida no planeta?
O efeito estufa
O efeito estufa é o fenômeno físico da retenção do calor no planeta Terra em virtude de alguns gases presentes na atmosfera. Esse fenômeno, que
ocorre de forma natural, mantém a temperatura da atmosfera em níveis adequados para a manutenção da vida. Caso não ocorresse, as
temperaturas médias da terra seriam cerca de 70°C menores, ou seja, o nosso planeta teria temperaturas médias entre -40°C e -50°C, sendo inviável

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para a sustentar a vida tal qual conhecemos.
Atenção!
Os principais gases responsáveis pelo efeito estufa são: o vapor d’água presente na atmosfera (desconsiderando o vapor presente nas nuvens), o
dióxido de carbono (CO2), o ozônio (O3), os óxidos de nitrogênio (NOx) e o metano (CH4).
O aquecimento global
O aquecimento global é a elevação descontrolada de temperatura da Terra em virtude do excesso de gases de efeito estufa. É importante salientar
que gases como metano e vapor d’água têm uma contribuição, no âmbito de moléculas individuais, mais significativa no efeito estufa do que o
dióxido de carbono.
Vejamos como se deu, historicamente, o aumento dos níveis de CO2:
A queima de combustíveis fósseis ainda representa a maior fonte de energia para o nosso mundo, elevando consideravelmente a concentração de
CO2 em nossa atmosfera. Para termos a dimensão do problema, em 1750, nos primórdios da industrialização, a quantidade de CO2 na atmosfera
era de 280ppm (partes por milhão). Atualmente, temos uma concentração superior a 415ppm, ou seja, um aumento de 48%.
As emissões de CO2 de forma antropogênica (por ação do homem) em termos globais estão distribuídas conforme o gráfico:
Fontes de emissão de CO2 pela ação humana. 
Adaptada de: essd.copernicus.org
Conforme estudamos, a maior parte da eletricidade gerada no mundo tem origem em fontes não renováveis. Nesse sentido, estima-se que cerca de
40% de todo o CO2 lançado na atmosfera se origina da queima de combustíveis para a geração de eletricidade. As usinas termoelétricas baseadas
em queima de combustíveis podem ser rapidamente instaladas e apresentam um baixo custo de construção quando comparadas a outras usinas
geradoras, como usinas hidrelétricas e nucleares. Soma-se a isso a elevada oferta de combustíveis de queima em países como China, Rússia e
Índia.
Máquinas a vapor
A partir do início da Revolução Industrial, a quantidade de CO2 apresentou uma significativa elevação por causa da queima de carvão
e outros combustíveis para movimentar as máquinas a vapor, em um primeiro momento.
Motores a combustão e as usinas termoelétricas
A partir do final do século XIX e ao longo dos séculos XX e XXI, os motores a combustão e as usinas termoelétricas foram os maiores
contribuintes para o despejo de CO2 no ambiente.
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Liberação de CO2 em usina termoelétrica por queima de carvão na Inglaterra.
Problemas ocasionados pelo aquecimento global
A elevação da temperatura média global tem ocasionado vários problemas ambientais. Vejamos alguns exemplos dos problemas ocasionadospelo
aquecimento global:
Elevação da temperatura média do planeta.
Derretimento das coberturas de gelo nos polos.
Aumento dos níveis dos oceanos.
Aumento da temperatura média das águas dos oceanos.
Aumento das quantidades de vapor d’água na atmosfera.
Ocorrência mais frequente de eventos climáticos catastróficos como tempestades, furacões e enchentes.
Derretimento de porções de solos congelados conhecidos como permafrost.
Aumento da desertificação.
Surgimento de “refugiados climáticos”.
O derretimento do permafrost libera grandes quantidades de metano para a atmosfera, gás que contribui 30 vezes mais que o CO2 para o efeito
estufa.
Derretimento do permafrost: liberação de metano.
Usinas hidrelétricas e seus impactos ambientais e sociais
Os impactos das usinas hidrelétricas
Embora seja considerada uma fonte renovável, com baixo impacto em relação à emissão de gases de efeito estufa, a implantação de um projeto de
geração a partir de fonte hídrica também gera impactos negativos na natureza e nas próprias comunidades próximas às usinas.
Vamos ver um pouco desses impactos?
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Os impactos ambientais das usinas hidrelétricas
A implantação de uma usina hidrelétrica é um projeto de custo elevado tanto em termos financeiros quanto ambientais. A construção de uma
barragem para a geração de eletricidade por meio de recursos hídricos provoca um extenso alagamento, colocando regiões inteiras submersas.
Em países tropicais, como o Brasil, o lago formado normalmente engole grandes porções de florestas, afetando
não somente a vegetação, como também a fauna, além das populações que vivem na região.
Um problema decorrente da inundação pela construção dos reservatórios é a decomposição das árvores que ficam submersas. Essa decomposição
gera uma grande quantidade de metano e de dióxido de carbono. Como consequência, embora seja considerada uma forma de geração de energia
limpa, a construção das hidrelétricas pode gerar emissões de gases de efeito estufa em grandes quantidades. Um outro fato importante é o
desmatamento necessário para a execução das obras e para a abertura de espaço para as linhas de transmissão.
Exemplo
Recentemente, no Brasil, a obra da usina de Belo Monte gerou um acalorado debate em virtude dos impactos ambientais relacionados à sua
construção. Situada na região de Altamira, no oeste do Pará, o projeto gerou como impactos ambientais: o desmatamento; a diminuição da
quantidade de pescado em virtude das modificações no curso do rio; das explosões necessárias para a obra e da iluminação artificial sobre o bioma
aquático; a diminuição da quantidade de oxigênio dissolvido na água, levando a um empobrecimento da fauna e da flora aquáticas; elevação do
lençol freático, levando à contaminação de poços que alcançaram as fossas sépticas da região; entre outros problemas.
Impactos semelhantes são vivenciados na construção de outras usinas hidrelétricas, no Brasil e em outras regiões do mundo. Dessa forma, a fonte
de geração “limpa” mostra que ainda há enormes desafios para uma produção de energia sem que haja degradação ambiental.
Hidrelétrica de Belo Monte, em Altamira – PA.
Os impactos sociais dos projetos de geração hidrelétrica
Os impactos sociais vêm acompanhados dos impactos ambientais. Veja, a seguir alguns aspectos:
Ambiental
A mudança que a construção de uma usina hidrelétrica causa às comunidades ribeirinhas estão normalmente ligadas à destruição da natureza
provocada pela barragem.
Social
O deslocamento das populações que viviam à beira do curso d’água original, a diminuição da pesca, a perda da identidade cultural e das raízes são
alguns dos impactos sociais causados.
Acerca da usina de Belo Monte, ocorreu um enorme deslocamento humano para a região para dar conta do projeto de construção. Com esse
processo, a cidade de Altamira viu crescer os índices de violência urbana. Ao final da obra, o desemprego em massa dos operários também afetou a
economia local. Muitos assentamentos populacionais que se encontram à beira da barragem não recebem de forma adequada a energia elétrica
produzida ao lado.
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Um outro exemplo de impacto social e cultural ocorreu durante a construção da hidrelétrica de Três Gargantas, na China. Além da necessidade de
deslocamento de grupos populacionais que viviam às margens do Yangtzé, vários sítios arqueológicos submergiram sob as águas da barragem,
provocando uma perda histórica relevante para o país.
Hidrelétrica de Três Gargantas, China.
Impactos ambientais das usinas nucleares
O risco do combustível e dos resíduos radioativos
As usinas nucleares são consideradas fontes termoelétricas, embora não realizem uma queima de combustível que emita dióxido de carbono. O seu
combustível é formado por elementos radioativos, principalmente o urânio-235 (U235), que sofrem fissão nuclear. Veja como é esse processo:
Compreendido seu funcionamento, vamos entender alguns de seus impactos. O combustível radioativo e seus resíduos são extremamente nocivos
para os seres humanos e para qualquer forma de vida. Nas usinas nucleares, o combustível é cuidadosamente armazenado no interior de um reator
e isolado das pessoas responsáveis pela operação. Os riscos associados ocorrem quando não são tomadas as devidas medidas de proteção e
isolamento do reator. A radiação pode causar os seguintes danos:
queimaduras;
náuseas;
supressão do sistema imunológico;
mutações genéticas;
alteração na produção de sangue;
problemas gastrointestinais;
Urânio
O urânio decai formando outros elementos, ou seja, há uma quebra de seu núcleo atômico, processo no qual há uma grande liberação
de energia.
Vapor sob pressão
A energia gerada pelo decaimento do urânio é utilizada para aquecer a água em um circuito fechado, gerando vapor sob pressão que
impulsiona as turbinas geradoras de energia elétrica.
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problemas gastrointestinais;
doenças na medula óssea;
câncer;
morte.
Impactos da energia nuclear no meio ambiente
Em virtude dos riscos para a saúde e da associação da energia atômica para fins bélicos, as usinas nucleares eram vistas com grande desconfiança
pela sociedade. O desenvolvimento de tecnologias mais seguras para a construção e operação dos reatores nucleares fez com que as usinas
nucleares se tornassem uma ótima alternativa para a geração de energia elétrica em muitos países. Por exemplo, a matriz elétrica da França tem
como fonte principal a energia nuclear, com uma participação acima de 75% na geração de eletricidade.
Ainda assim, com todos os cuidados e desenvolvimentos tecnológicos dos últimos anos, existem impactos associados ao uso da energia nuclear
para a geração de energia elétrica. Vamos conhecê-los:
Devolução ao ambiente da água aquecida usada para operação
A grande parte das usinas nucleares utiliza a água do mar para a refrigeração do reator. Após cumprir o seu papel como fluido trocador de calor,
essa água é devolvida ao ambiente aquecida, gerando desequilíbrios na fauna e na flora local.
Armazenagem do lixo radioativo
O combustível radioativo, ao sofrer decaimento, gera uma série de outros elementos que continuam a emitir radiação. Quando há o esgotamento
do combustível, o resíduo gerado deve ser armazenado em recipientes de chumbo por milhares de anos, até que não ofereçam mais riscos.
Contaminação por acidentes nucleares
Os acidentes nucleares, embora raros, são catastróficos para a sociedade. A contaminação nuclear em virtude de um acidente afeta o solo, a
água, a atmosfera e todos os seres vivos, não somente na região da usina, mas também em um raio de centenas de quilômetros. Um acidente
nuclear de dimensõescontinentais ocorreu em 1986 na usina de Chernobyl, na Ucrânia.
Acidente nuclear de Chernobyl.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A queima de combustíveis fósseis, tanto para aplicação veicular quanto para geração de energia elétrica, causa inúmeros problemas
ambientais. Dentre esses problemas, destaca-se o aquecimento global. A respeito dos combustíveis fósseis e do aquecimento global, assinale
a alternativa correta.
A A liberação de ozônio como produto da queima é o principal fator associado ao aquecimento global.
B
Embora individualmente o CO2 não seja o mais importante gás de efeito estufa, a quantidade desse gás gerada pela queima dos
combustíveis fósseis torna essa substância a protagonista do aquecimento global.
C
O aquecimento global é um fenômeno natural e cíclico, a queima dos combustíveis fósseis é minoritária como contribuinte para
esse problema.
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Parabéns! A alternativa B está correta.
Existem vários gases de efeito estufa, como vapor d’água, óxidos de nitrogênio e metano. Muitos têm uma contribuição individual para o
fenômeno mais relevante que o próprio CO2. Entretanto, com o advento da revolução industrial há mais de 250 anos, as enormes quantidades
de CO2 lançadas na atmosfera devido à queima dos combustíveis torna esse gás o protagonista do aquecimento global.
Questão 2
As usinas hidrelétricas utilizam uma fonte renovável para a geração de eletricidade. A respeito dos aspectos gerais da geração hídrica, assinale
a alternativa correta.
Parabéns! A alternativa D está correta.
A energia obtida por usinas hidrelétrica é renovável, mas isso não isenta essa forma de geração de eletricidade de impactos ambientais e
sociais. Dentre os impactos, podemos destacar: alteração da fauna e da flora na região do projeto, principalmente com redução da pesca;
retirada da população local para a dar lugar ao reservatório; decomposição de vegetação submersa; e custo do projeto.
D O aquecimento global pode ser atribuído ao calor liberado na queima dos combustíveis e não nas emissões gasosas geradas.
E
O aquecimento global é um fenômeno que se iniciou nos últimos 20 anos, com o aumento do uso de combustíveis fósseis, da
energia solar e da energia eólica.
A A geração hidrelétrica é a maior participante na matriz elétrica global, responsável por mais de 60% da geração de eletricidade.
B A geração hidrelétrica não apresenta impactos ambientais, por se tratar de uma fonte renovável.
C
Ao contrário do observado na maioria dos países, a geração hidrelétrica no Brasil não é a maior contribuinte para a matriz
elétrica do país.
D
Algumas desvantagens da geração hidrelétrica estão relacionadas ao custo de implantação do projeto, aos impactos na fauna e
na flora ao redor do reservatório, à geração de CO2 por decomposição de matéria orgânica submersa e ao desalojamento da
população local.
E
No Brasil, a geração de eletricidade em épocas de escassez hídrica é totalmente suprida pelas usinas nucleares Angra I e Angra
II.
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3 - As fontes alternativas de energia
Ao �nal deste módulo, você deverá ser capaz de reconhecer as fontes alternativas de energia.
Aspectos operacionais das fontes alternativas de energia e das fontes
tradicionais de geração de energia elétrica
O doutor Bruno Cavalcante Di Lello fala a seguir sobre os impactos causados pelas fontes alternativas de energia, embora apresentem claras
vantagens em comparação com as fontes tradicionais. Confira!
Energia eólica
Fontes de energia alternativas
A geração de energia, mesmo por fontes alternativas e renováveis, pode gerar diferentes impactos no planeta. Cada fonte tem suas características,
suas vantagens e suas desvantagens em relação às outras fontes.
As fontes de energia alternativas apresentam claras vantagens quando comparadas às fontes tradicionais, mas
precisamos considerar que nem sempre uma região pode implantar um sistema de geração alternativo. Um local
que apresenta baixa velocidade em seus ventos não poderá implantar geradores eólicos, e isso também se aplica
às regiões de baixa incidência solar em relação à geração fotovoltaica.
A partir de agora, vamos identificar alguns aspectos gerais das fontes alternativas utilizadas para a produção de energia e suas vantagens e
desvantagens, e veremos a comparação entre as fontes de energia tradicionais e as fontes alternativas. Neste ponto, vamos entender as fontes de

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energia eólica e solar. Mais à frente, discutiremos o aproveitamento da biomassa, a energia geotérmica, a geração maremotriz, além dos processos
experimentais de geração de eletricidade por meio das ondas do mar e da fusão nuclear.
Aspectos gerais da energia eólica
A utilização da força dos ventos talvez seja a forma de aproveitamento de energia mais antiga usada pelo homem. Quando falamos dessa força,
devemos lembrar que os barcos a vela antigos e os moinhos de vento já faziam uso dessa forma de energia. O ar é um fluido e, durante a sua
movimentação na forma de vento, pode ser aproveitado para a geração de trabalho mecânico.
Barco a vela egípcio — energia eólica para realizar trabalho mecânico.
Moinho a vento — energia eólica para realizar trabalho mecânico.
O aproveitamento da força dos ventos para obter trabalho mecânico ganhou uma aplicação mais relevante: a geração de eletricidade.
A geração de eletricidade por fonte eólica
O princípio da geração de eletricidade por fonte eólica é em tese bastante simples: a energia cinética dos ventos é convertida em movimento
rotacional mecânico no gerador de eletricidade, por meio de grandes torres providas de pás.
Parque eólico.
A primeira patente para um sistema de produção de eletricidade a partir da energia eólica foi concedida em 1891, a partir de estudos que
começaram alguns anos antes com o engenheiro escocês James Blyth.
Observe os componentes da turbina eólica a seguir:
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Componentes de uma turbina eólica: (1) fundação; (2) conector à rede elétrica; (3) torre; (4) escada; (5) controle de orientação; (6) carenagem do gerador; (7) gerador; (8) anemômetro; (9) freio
elétrico ou mecânico; (10) caixa de velocidades; (11) lâmina; (12) controle de orientação e (13) roda.
A energia eólica é renovável e causa baixos impactos ambientais quando comparada a fontes de energia tradicionais. Essa forma de geração tem se
ampliado a uma taxa de 25% ao ano, mas ainda é pouco aplicada em comparação às outras fontes de geração. Veja que a parcela de produção de
energia por fonte eólica em 2019 ao redor do mundo oscila entre 0 e pouco mais de 5%.
Parcela de geração de energia elétrica por fonte eólica no ano de 2019.
A obtenção de eletricidade por fonte eólica apresenta as seguintes vantagens e desvantagens:
É renovável.
Apresenta tendência de barateamento com o aumento da escala de produção.
Não emite CO2 ao longo de sua geração.
Não gera resíduos ao longo de sua geração.
Causa baixos impactos ambientais.
A instalação das torres pode ser realizada em diferentes tipos de terrenos.
Permite o uso compartilhado do terreno para outras atividades, por exemplo, junto com a agricultura.
Impacta nos fluxos migratórios das aves.
Gera poluição sonora e visual.
Pode apresentar interrupções com a diminuição dos ventos no local de geração.
Exige manutenções periódicas.
É menos confiável que as fontes tradicionais.
Energia solarAspectos gerais da energia solar
A energia solar é a forma mais disseminada de energia natural em nosso planeta. Seu aproveitamento para geração de energia elétrica ainda é baixo
Vantagens 
Desvantagens 
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A energia solar é a forma mais disseminada de energia natural em nosso planeta. Seu aproveitamento para geração de energia elétrica ainda é baixo
perante o seu potencial, se compararmos com outras formas de geração de energia. Essa fonte é proveniente da luz e da radiação do sol que incide
sobre todo o planeta.
Atenção!
A energia solar pode ser aproveitada diretamente como fonte primária de energia, não apenas para a geração de energia elétrica.
A energia solar como fonte de aquecimento
Uma maneira direta de aproveitamento é a partir do aquecimento solar, em que a água que será utilizada é aquecida diretamente pelos raios solares.
Essa água aquecida é armazenada em boilers (reservatório térmico de água) e é distribuída pelos sistemas residenciais ou industriais para uso.
Esse é um tipo de aquecimento direto, sem que haja geração ou consumo de eletricidade.
Sistema de aquecimento solar para água.
A energia solar apresenta as seguintes vantagens e desvantagens:
É renovável.
É sustentável.
Não emite CO2 em sua geração.
Usa uma fonte inesgotável, sem custo para a “matéria-prima”, que é o sol.
Alto custo inicial para a instalação de projetos de geração solar.
A intermitência na geração, que só pode ser efetuada durante o dia.
Dependência de condições favoráveis de incidência solar.
A energia solar ainda apresenta menor confiabilidade do que outras fontes tradicionais, já amplamente implantadas, mas seus benefícios para o
meio ambiente são inquestionáveis.
A seguir, estudaremos a geração de eletricidade por células fotovoltaicas e por sistema de concentração solar.
A geração de energia elétrica por sistema fotovoltaico
A geração de eletricidade por células fotovoltaicas tem se disseminado à medida que há um barateamento dos painéis solares pelo aumento da
escala de produção.
Vantagens 
Desvantagens 
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Uso residencial de painéis solares.
Geração de energia por células solares em larga escala em Atacama, Chile.
Nesse tipo de geração, os fótons provenientes do sol são convertidos em energia elétrica por meio de células fotovoltaicas.
Célula fotovoltaica.
A concepção do efeito fotoelétrico, princípio da célula fotovoltaica, começou no século XIX. De forma notável, o prêmio Nobel de Albert Einstein foi
um reconhecimento por seus estudos acerca do efeito fotoelétrico em 1905.
Ainda que haja um potencial elevado de energia do sol disponível e apesar de todos os avanços nos últimos anos, a geração de energia elétrica a
partir do sol ainda é baixa. Veja a seguir a parcela de energia solar utilizada no mundo em 2018. Podemos observar uma baixa participação da
energia solar como fonte primária de energia, oscilando entre 0,1% e pouco mais de 1,2 %.
Participação da energia solar nas fontes primárias de energia, 2018.
A geração de energia elétrica por sistema de concentração solar
Nesse processo, a energia solar é concentrada, a partir de grandes refletores, para gerar uma quantidade grande de energia que é utilizada para
aquecer um fluido de trabalho, normalmente água. Os raios solares são focados em um receptor.
A temperatura obtida por esse método pode variar entre 350°C e 1000°C, com o vapor gerado por aquecimento da água no receptor sendo utilizado
para girar uma turbina geradora, de forma semelhante às termoelétricas tradicionais.
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Usina de geração de eletricidade por concentração de energia solar.
Aspectos gerais da biomassa e biocombustíveis
Biomassa
A biomassa refere-se à matéria orgânica de origem vegetal e animal renovável em curto espaço de tempo. Essa matéria orgânica, após
processamento adequado, geralmente mediante processos de combustão, pode ser utilizada para a geração de energia.
Devemos destacar que os combustíveis fósseis, o gás natural e o carvão mineral também têm origem orgânica,
tendo em vista que são produtos da decomposição de animais e vegetais ao longo de um processo de milhões de
anos.
Os combustíveis de origem fóssil, entretanto, não podem ser considerados biomassa, em virtude da impossibilidade de renovação em um curto
espaço de tempo.
Veja alguns exemplos de biomassa:
Lenha
Cana-de-açúcar, seu bagaço e resíduos da produção de etanol, como o vinhoto
Serragens e resíduos de madeira
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Papel, papelão e resíduos da indústria do papel
Palha de arroz
Resíduos de podas, como galhos e folhas secas
Todos esses materiais podem ser utilizados para a geração de energia. Além do processo de combustão direta, é possível aplicar o processo de
biodigestão em alguns tipos de biomassa para a geração de gás metano (identificado normalmente como biogás, quando produzido em um
biodigestor), que será utilizado como combustível em um processo posterior. Observe esse processo na imagem abaixo.
Produção de biogás a partir de matéria orgânica.
Usinas geradoras de energia que utilizam a queima de biomassa representam uma alternativa em uso no Brasil e ao redor do mundo.
Usina de eletricidade que utiliza resíduos de madeira como fonte de geração.
Biocombustíveis
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A biomassa também pode dar origem aos biocombustíveis, que são produtos originados no processamento químico e que podem ser utilizados
como fontes de geração de energia. Temos como o exemplo mais claro, em termos de Brasil, o etanol, um derivado biocombustível do
processamento da cana-de-açúcar.
São exemplos de biocombustíveis:

Metano de biodigestor (biogás)

Etanol

Biodiesel

Biogasolina

Bioquerosene
Os biocombustíveis têm origem “não fóssil”, tendo em vista que são produtos do processamento de diferentes tipos de biomassa. São fontes de
energia com o mesmo poder calórico que os combustíveis fósseis.
No Brasil, o uso do etanol para movimentar a frota veicular é um exemplo do uso de biocombustível em larga escala.
Uso do etanol como combustível veicular no Brasil: biocombustível em larga escala.
Vantagens e desvantagens da biomassa e dos biocombustíveis
A biomassa e os biocombustíveis são fontes renováveis para a geração de energia. Essa é uma clara vantagem em relação às demais fontes
tradicionais não renováveis. Ainda, apresentam balanço de emissão do CO2 nulo, tendo em vista que todo CO2 emitido em sua eventual queima é
capturado no crescimento dos organismos que originam a biomassa e os biocombustíveis. Veja mais algumas vantagens:
são renováveis;
geram balanço de emissão nula de CO2;
são sustentáveis;
podem aproveitar fontes de resíduos;
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podem aproveitar fontes de resíduos;
possuem alto poder energético.
Ainda que apresentem muitos aspectos positivos, a implantação inadequada de projetos de geração de energia a partir de biomassa e de
biocombustíveis pode gerar impactos ambientais. Dentre esses impactos, podemos destacar:
Derrubada de florestas para exploração de madeira para fins de combustão.
Liberação de subprodutos tóxicos, como o vinhoto na produção de etanol.
Disponibilização de grandes faixas de terra para produção de cana e outras culturas vegetais para fins de produção de biocombustíveis, afetando a
fauna e a flora.
Além das fontes alternativasmostradas até o momento, há outras fontes não usuais que valem a pena conhecer. Algumas ainda são experimentais,
mas apresentam um futuro promissor. A seguir, falaremos de algumas fontes alternativas com uso ainda restrito, como a geração maremotriz e a
fusão nuclear.
Energia geotérmica, das marés e outras
Geração de energia por fonte geotérmica
Abaixo da superfície terrestre existe uma quantidade elevada de calor. Quanto maior a profundidade, maior o calor, em virtude do magma sob a
crosta terrestre. Em algumas regiões do planeta, mesmo em baixas profundidades, já existe uma quantidade de calor útil que pode ser aproveitada
como fonte de energia. A energia obtida dessa forma é denominada energia geotérmica.
Atenção!
Através de perfurações, é injetado um fluido térmico, geralmente água, para aproveitamento dessa energia natural, renovável e que não produz
quantidades significativas de CO2 em seu aproveitamento.
Os principais países que exploram a energia geotérmica são: Estados Unidos, Indonésia, Filipinas, Turquia, Nova Zelândia, México, Quênia, Itália e
Islândia.
Usina geotérmica na Islândia.
E quais seriam as vantagens e desvantagens da energia geotérmica? Podemos citar como principais vantagens da energia geotérmica:
fonte natural;
renovável;
baixas descargas de CO2 e de vapor d’água na operação das usinas.
Ainda que renovável, há alguns pontos de atenção na operação das usinas geotérmicas que podem gerar alguns impactos. São estes:
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Necessidade de tratamento da água que vem do interior da terra, tendo em vista que pode conter gases, como o CO2 e substâncias nocivas, como
o gás sulfídrico (H2S), um composto venenoso.
Problemas associados à corrosão.
Afundamento do terreno de exploração das fontes térmicas, em virtude da retirada de água subterrânea.
As usinas não podem ser instaladas em qualquer local, dependendo de uma fonte térmica propícia em baixa profundidade.
Geração maremotriz
A geração maremotriz se refere à conversão de energia, associada às oscilações das marés dos oceanos. O princípio de funcionamento pode se
basear na conversão de energia potencial ou no aproveitamento da energia cinética das marés.
Entenda como funciona a conversão de energia potencial em energia cinética:
Energia potêncial
Quando há o represamento das águas da maré cheia em reclusas ou diques.
Energia cinética
Quando há o abaixamento da maré, as águas são liberadas, fazendo girar uma turbina de geração elétrica.
Por meio do aproveitamento da energia cinética, as correntes marinhas geradas pelas oscilações da maré são utilizadas para movimentar as
turbinas de geração elétrica. O método de geração maremotriz encontra-se em desenvolvimento em algumas partes do mundo, mas ainda
representa uma diminuta fração da energia elétrica produzida. Na Europa existem duas usinas desse tipo, uma situada na França e outra na Rússia.
Turbinas de geração maremotriz aproveitando a força das correntes.
A geração maremotriz apresenta as seguintes vantagens e desvantagens:
É renovável.
Fonte limpa, sem produção de CO2 para a geração de eletricidade.

Vantagens 
Desvantagens 
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Depende de uma amplitude mínima de 5 a 7 metros de maré para o seu aproveitamento.
Baixo aproveitamento do potencial de energia, por volta de apenas 20%.
Alto custo para a instalação das usinas de geração.
Geração de energia elétrica experimentais
Neste tópico, vamos conhecer métodos de geração de eletricidade ainda experimentais, a partir das ondas do mar e da fusão nuclear.
Geração de eletricidade a partir das ondas do mar
Nesse tipo de geração, ainda experimental, o movimento das ondas é aproveitado por flutuadores que movimentam um gerador de eletricidade.
Esse tipo de geração é bastante promissor, mas ainda não é empregado de forma comercial.
Geração de energia elétrica a partir de fusão nuclear
Aparato experimental tokamak — geração de energia a partir da fusão nuclear.
A tecnologia de fusão nuclear ainda se encontra em desenvolvimento. Os reatores de fusão nuclear atuam fundindo os núcleos de átomos de
deutério e trítio (isótopos do hidrogênio).
No processo de fusão, há a liberação de energia que é utilizada para aquecer água, gerando vapor que será utilizado para movimentar uma turbina
de geração elétrica. Reatores experimentais, denominados tokamak alcançam temperaturas de milhões de graus Celsius, mas ainda demandam
mais energia para sustentar o processo do que a quantidade de energia gerada, sendo, até o momento, inviáveis economicamente.
Aspectos gerais das fontes tradicionais e das alternativas
Comparação entre as diferentes fontes de geração de energia elétrica
De uma forma geral, os impactos gerados pelas formas tradicionais de geração de energia são mais significativos e prejudiciais para a natureza do
que os impactos gerados pelas fontes de energia alternativa. Até mesmo as fontes classificadas como renováveis podem causar danos
substanciais ao meio ambiente. Vamos identificar algumas vantagens, desvantagens e impactos das diversas formas de gerar energia?
Para finalizarmos o nosso estudo, vamos recapitular os principais aspectos referentes à geração de energia por diferentes processos. Observe o
quadro a seguir.
Forma de geração Principais vantagens
Principais
desvantagens/impactos
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desvantagens/impactos
Forma de geração Principais vantagens
Principais
desvantagens/impactos
Queima de combustíveis fósseis, gás natural e
carvão mineral
- Abundância de fonte geradora. 
- Tecnologia amplamente conhecida. 
- Rápida implantação de unidade geradora.
- Fonte não renovável.
- Emissão de gases de
efeito estufa.
- Poluente.
Energia nuclear
- Tecnologia amplamente utilizada. 
- Elevada capacidade de gerar energia elétrica. 
- Tamanho da usina pequeno em relação à
quantidade de energia gerada. 
- Não emite CO2 em sua geração.
- Fonte não renovável.
- Geração de resíduos
radioativos que devem
ser armazenados por
milhares de anos.
- Acidentes podem ser
catastróficos para a
sociedade.
Hidrelétrica
- Renovável. 
- Fonte geradora abundante. 
- Tecnologia já conhecida e utilizada.
- Projeto caro.
- Desmatamento na
implantação do
reservatório.
- Redução da produção
em períodos de seca.
- Afeta fauna e flora.
- Pode gerar CO2 pela
decomposição de
material orgânico na
represa.
- Afeta a população
vizinha à área de
implantação.
Biomassa e biocombustíveis
- Renováveis. 
- Balanço de emissão nula de CO2. 
- Podem aproveitar fontes de resíduos. 
- Alto poder calórico.
- Derrubada de matas
como fonte de madeira
para combustão.
- Produção de
substâncias tóxicas em
alguns processos como
o vinhoto na produção
de etanol.
- Exigência de grandes
latifúndios de
monocultura para
alguns de seus
processos, como para a
produção de cana-de-
açúcar.
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Forma de geração Principais vantagens
Principais
desvantagens/impactos
Eólica
- Renovável. 
- Não emite CO2 e nem gera resíduos ao longo de
sua geração. 
- Baixos impactos ambientais. 
- A instalação das torres pode ser realizada em
diferentes tipos de terrenos, sendo possível o uso
compartilhado com outras atividades, como a
agricultura.
- Impacto nos
deslocamentos
migratórios das aves.
- Poluição sonora e
visual.
- Pode apresentar
interrupções de acordo
com o regime de ventos,
sendo menos confiável
do que outras fontes
tradicionais.
- Exigência de
manutenções
periódicas.
Solar
- Renovável. 
- Não emite de CO2 em sua geração. 
- Utiliza uma fonte abundantee gratuita. 
- Tecnologia conhecida e de ampla aplicação.
- Alto custo inicial dos
projetos de geração
solar.
- A intermitência na
geração.
- Dependência de
condições favoráveis da
incidência solar.
Geotérmica
- Renovável. 
- Ocorrência natural. 
- Baixas descargas de CO2 e de vapor d’água na
operação das usinas.
- Necessidade de
tratamento da água que
vem do interior da terra,
que pode conter
substâncias tóxicas.
- Corrosão de
equipamentos.
- Afundamento do
terreno de exploração
das fontes térmicas, em
virtude da retirada de
água subterrânea.
- As usinas só podem
ser instaladas em área
geológicas favoráveis.
- Poluição sonora na
operação da usina.
Maremotriz
- Renovável. 
- Não há produção de CO2 para a geração de
eletricidade.
- Necessita de uma
amplitude mínima de 5
a 7 metros de maré para
o seu aproveitamento.
- Baixo aproveitamento
do potencial de energia
(em torno de 20%).
- Alto custo para a
instalação das usinas
de geração.
Elaborado por: Bruno Cavalcante Di Lello.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A energia eólica e a energia solar são duas das fontes alternativas de energia que mais têm ampliado a participação nas matrizes elétricas dos
países. A respeito dessas fontes de geração de energia elétrica, assinale a alternativa correta.
A
A energia eólica foi desenvolvida nos últimos 50 anos, enquanto a energia solar somente pode ser obtida a partir da geração
fotovoltaica, em franco desenvolvimento atualmente.
P t t d f t á i ã i t i t bi t i i d bl i i
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Parabéns! A alternativa C está correta.
A presença das torres de geração eólica afeta os fluxos migratórios das aves. Esse fato não é observado nas usinas de geração elétrica por
fonte solar, que pode ter dois tipos de tecnologias: por célula fotovoltaica ou por concentração dos raios do sol.
Questão 2
A geração maremotriz é uma das fontes alternativas que se encontra em desenvolvimento no mundo. Assinale a alternativa correta a respeito
dessa fonte de geração de energia elétrica.
Parabéns! A alternativa B está correta.
A geração maremotriz pode ser por dois mecanismos: geração por energia potencial, com o represamento das águas na maré alta, em diques e
eclusas, nos quais a água represada é liberada na maré baixa, girando uma turbina de geração elétrica; ou por energia cinética, na qual a força
das correntes das marés é utilizada para a movimentação das turbinas de geração elétrica.
B
Por se tratar de fontes renováveis, não existem impactos ambientais associados, apenas problemas operacionais como a
intermitência na geração, influenciada por fatores climáticos.
C
Um dos impactos ambientais da energia eólica é o prejuízo nos fluxos migratórios das aves, fato não observado nos projetos de
geração elétrica solar que podem ser por células fotovoltaicas ou por concentração de energia.
D
O aquecimento global pode ser atribuído em grande parte às fontes alternativas e renováveis, como as hidrelétricas, a geração
solar e a geração eólica.
E
As energias solar e eólica não podem ser aplicadas no Brasil em virtude das condições de incidência solar e do regime de
ventos observados no país.
A Essa fonte utiliza a força das marés, podendo ser aplicada em amplitude de marés a partir de 2 metros.
B
Sua geração pode ser de forma potencial, por represamento das águas na maré cheia, com liberação na maré baixa ou por
energia cinética, aproveitando as correntes geradas pelos ciclos das marés.
C A grande vantagem desse tipo de geração é que pode ser empregada em todos os territórios que tenham mares ou oceanos.
D
Esse tipo de tecnologia apresenta grande vantagem financeira, tendo em vista que seus projetos são menos custosos do que as
demais fontes de geração de energia.
E O aproveitamento das forças das marés é maior do que 90% para a conversão em energia elétrica.
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Considerações �nais
Como vimos, as diversas fontes de geração de energia elétrica apresentam aspectos operacionais específicos, vantagens e desvantagens, além de
diferentes impactos em suas aplicações. As fontes tradicionais de energia são amplamente utilizadas no mundo, algumas provocando impactos
severos, principalmente as que são baseadas na queima de combustíveis fósseis, que é o principal fator associado ao aquecimento global. Outras
fontes tradicionais como as hidrelétricas e a energia nuclear também geram impactos, mesmo que diretamente não associados com o aquecimento
global.
Fontes alternativas de energia renováveis encontram-se em avançado crescimento, sobressaindo as fontes eólica e solar, a biomassa e os
biocombustíveis. Outras fontes alternativas, como a geotérmica e a maremotriz, apresentam grande potencial de aplicação futura.
Mesmo fontes alternativas e limpas apresentam vantagens e desvantagens em sua aplicação, mas são um caminho para um mundo mais
sustentável e menos dependente dos combustíveis fósseis.
Podcast
Para encerrar, ouça as diferentes formas para a geração de energia elétrica por meio de fontes alternativas e bem como uma comparação entre as
fontes alternativas de geração e as fontes tradicionais.

Referências
BRASIL. Ministério das Minas e Energia. Empresa de Pesquisas Energéticas. BEN – Relatório síntese 2021: Ano Base 2020. [S. l.]: [S. n.], 2021.
Consultado na internet em: 27 nov. 2021.
CHINA ENERGY PORTAL. 2019 detailed electricity statistics. 20 jan. 2021. Consultado na internet em: 22 jan. 2022.
INDIA. Ministry of Power. Central Electricity Authority. Growth of electricity sector in India from 1947-2020. New Delhi, oct. 2020. Consultado na
internet em: 22 jan. 2022.
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. IEA. Eletricity. Consultado na internet em: 22 jan. 2022.
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. IEA. Electricity generation by source, Russian Federation 1990-2020. S. d. Consultado na internet em: 22 jan.
2022.
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. IEA. Final consumption. S. d. Consultado na internet em: 22 jan. 2022.
INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY AGENCY. IRENA. Wind energy. Consultado na internet em: 22 jan. 2022.
LE QUÉRE, C. et al. Global carbon budget 2013. Earth System Science Data, v. 6, p. 235-263, 2014. Consultado na internet em: 22 jan. 2022.
03/03/2023 Introdução às fontes renováveis e alternativas
https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/03680/index.html# 41/41
OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO. ONS. Boletim mensal de geração eólica: agosto/2021. S. d. Consultado na internet em: 22 jan.
2022.
REIS, L. B. D.; SANTOS, E. C. Energia elétrica e sustentabilidade: aspectos tecnológicos, socioambientais e legais. 2. ed. Barueri, SP: Manole, 2014.
UNITED STATES ENERGY INFORMATION ADMINISTRATION. EIA. What is U.S. electricity generation by energy source? 2 nov. 2021. Consultado na
internet em: 22 jan. 2022.
WORLD ENERGY DATA. World electricity generation. Jan. 2022. Consultado na internet em: 22 jan. 2022.
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