ENERGIAS RENOVÁVEIS

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Energias Renováveis
HIDROELÉTRICA
Uma componente significativa da energia solar que atinge a superfície terrestre (cerca de 25%) é consumida na evaporação do ciclo da água.
No ciclo da água a precipitação sobre as montanhas cria escoamentos convergentes nos vales, os rios. Nestes existe um grande potencial energético: energia hídrica. Esta energia pode ser transformada em eletricidade.
Estimasse que o recurso total seja cerca de 40.000 TWh/ano, cerca de 15 vezes a produção mundial hidroelétrica atual, sendo que o recurso tecnicamente viável esteja calculado em cerca de 16.000 TWh/ano.
A maior parte dos aproveitamentos hidroelétricos utiliza barragens num rio para armazenar água num reservatório. Este armazenamento é feito em forma de energia potencial, e como referido acima, a energia potencial é transformada em energia cinética quando a água é libertada do reservatório, fluindo através da turbina para produção de energia elétrica. Nem sempre é necessária a utilização de grades barragens para a produção hidroelétrica. Diversos aproveitamentos utilizam condutas que canalizam a água do rio através da turbina o que acontece normalmente em pequenas aplicações. 
Existem ainda centrais hidroelétricas que para além de converterem em eletricidade a água turbinada, podem bombear a água que já passou pelas turbinas para o reservatório a montante usando energia elétrica, de forma a armazenar energia potencial: as chamadas barragens reversíveis. Este tipo de soluções é habitualmente utilizado quando existe excesso de energia elétrica na rede, como em sistemas elétricos com energia eólica, aumentado assim a flexibilidade do sistema eléctrico.
A disponibilidade anual deste recurso depende da quantidade de água disponível para turbinar, sendo fatores determinantes a pluviosidade, o regime de funcionamento e de elaboração (com ou sem armazenamento) e a bacia hidrográfica.
As barragens podem ser classificadas como:
De gravidade: construídas em concreto ou terra/enrocamento que resiste pelo próprio peso à pressão da água e transmite os esforços à fundação. A utilização de contrafortes a jusante permite aligeirar o paredão da barragem;
De arco ou abobadada (simples ou dupla curvatura): construídas em concreto sendo que a sua forma em curva faz com que as pressões sejam transferidas para as ombreiras. A barragem em arco é construída em vales mais apertados, podendo desta forma a altura ser maior que a largura.
Vantagens
- Não ocorre emissão de gases poluentes significativos no processo de geração de energia.
- É uma fonte de energia renovável.
- A água represada pode, dependendo do projeto, ser usada para irrigação de plantações nas proximidades da usina.
- Através da represa é possível regular a vasão do rio.
- Custo operacional baixo, pois as usinas atuais são automatizadas.
- Como não há uso de combustíveis fósseis (gasolina, diesel) ou gás, os preços da energia elétrica gerada para o consumidor final não sofrem grandes alterações, pois não há influência de aumentos de preços destes combustíveis fósseis. 
Desvantagens
- Em época de pouca chuva nas cabeceiras dos rios, pode ocorrer a diminuição da geração de energia elétrica.
- Se a represa é construída em local onde há cidade ou aldeia indígena, há grande transtorno para estas populações, pois estas devem ser deslocadas para outras áreas.
- Quando há construção de represa em região de mata ou floresta, ocorre impacto ambiental, pois muitas espécies animais e vegetais podem ser prejudicadas.
- O aumento ou diminuição do fluxo de água que sai das barragens pode afetar a vida nos ecossistemas dos rios.
EÓLICA
O vento resulta do deslocamento de massas de ar, derivado dos efeitos das diferenças de pressão atmosférica entre duas regiões distintas e é influenciado por efeitos locais como a orografia e a rugosidade do solo. 
Essas diferenças de pressão têm uma origem térmica estando diretamente relacionadas com a radiação solar e os processos de aquecimento das massas de ar.
Entre 1 a 2% da energia proveniente do sol (o sol irradia cerca de 174.423.000.000.000 kWh), é convertida em energia eólica, a qual é cerca de 50 a 100 vezes superior a energia convertida em biomassa (0.011%), por todas as plantas da terra.
As regiões ao redor do Equador, latitude 0º, são aquecidas pelo sol mais do que as restantes zonas do globo. O ar quente é mais leve que o ar frio, pelo que sobe até uma altura aproximada de 10 km e estende-se para norte e para sul. Se a terra não girasse, es ar simplesmente chegaria ao Polo Sul e ao Polo Norte, para posteriormente descender e voltar ao Equador.
Podemos classificar os ventos nos seguinte tipos:
- ventos globais;
- ventos de superfície;
- ventos locais.
Conversão: a energia do Vento
O aerogerador obtém energia convertendo a energia do vento num binário atuando sobre as pás do rotor. A quantidade de energia transferida ao rotor pelo vento depende da densidade do ar, da área de varrimento do rotor e da velocidade do vento.
Densidade do ar: A energia cinética de um corpo em movimento é proporcional a sua massa, assim a energia cinética do vento depende da densidade do ar, i.e., da sua massa por unidade de volume. Quanto “mais pesado ou denso” seja o ar, maior quantidade de energia receberá a turbina. A pressão atmosférica normal a densidade do ar é de 1,225 Kg/m3. A grandes altitudes a pressão do ar diminui e o ar é menos denso.
Área de varrimento do rotor: A área de varrimento (área de uma circunferência pxr2) determina quanta energia do vento a turbina eólica é capaz de captar. Dado que a área do rotor aumenta com o quadrado do raio, uma turbina duas vezes maior recebe 4 vezes mais energia.
Desvio do Vento: A imagem anterior esta simplificada, na realidade o aerogerador desvia o vento antes deste chegar ao plano do rotor, pelo que nunca será possível capturar toda a energia do vento. (ver Lei de Beltz). Na imagem acima temos o vento que vem da direita e um aerogerador. O rotor da turbina eólica trava o vento quando captura a sua energia cinética e a converte em energia rotacional. Isto implica que o vento se mexe mais devagar na parte esquerda do rotor que na parte direita. Uma vez que a quantidade de ar (por segundo) que passa através da área de varrimento do rotor desde a direita deve ser igual a que abandona a área do rotor pela esquerda, o ar ocupará uma maior secção transversal (diâmetro), por trás do plano do rotor. Este efeito pode apreciar-se na imagem acima, onde se mostra um tubo imaginário, o chamado tubo de corrente, ao redor do rotor. O tubo de corrente mostra como o vento em movimento lento para a esquerda ocupara um grande volume na parte posterior do rotor.
Distribuição da pressão no rotor: este gráfico mostra a pressão do ar no eixo vertical, e no eixo horizontal a distância ao plano do rotor. A pressão do ar aumenta gradualmente à medida que o vento se aproxima do rotor, uma vez que o rotor atua como barreira ao vento, detrás do rotor a pressão cai imediatamente, estabilizando gradualmente a medida que se afasta. A medida que o vento se afasta do rotor a turbulência do vento provoca que o vento mais lento se misture com o vento mais rápido da área circundante, reduzindo o efeito de “abrigo ao vento”.
Produção de energia
A energia cinética, resultante das deslocações de massas de ar, pode ser transformada em:
- energia mecânica através de aeromotores; 
- energia eléctrica através de turbinas eólicas ou aerogeradores.
A potência mecânica disponível (P) numa turbina depende grandemente (fator cúbico) da velocidade do caudal de ar que passa através dela, o que faz com que o interesse e o aproveitamento deste recurso varie muito com a intensidade e a direção do vento. 
A potência do vento que passa perpendicularmente através de uma área circular P = 1/2 v3 r2
Onde:
P= potência média do vento em Watts [W]
(rho) = densidade do ar seco = 1,225 kg/m3 (PTN)v = velocidademédia do vento [m/s] 
 (pi) = 3.1415926535... 
r = raio do rotor em m [metros] 
Vantagens:
Fonte de energia inesgotável 
Pouca manutenção
Com a tendência de redução nos custo de produção de energia eólica, e com o aumento da escala de produção, deve se tornar uma das fontes de energia mais barata.
Retorno de investimento rápido, em seis meses os gastos são recuperados
Requer pouco espaço geográfico para implantação de um parque de energia eólica.
Desvantagens:
Poluição sonora, os aerogeradores causam ruídos quando o vento bate na pá.
A geração dessa energia é totalmente dependente dos ventos, e isso causa uma grande desvantagem pois apesar do estudo feito para instalação, os ventos são muito irregulares variando muito a produção de energia
SOLAR
Assim como a eólica e a do mar, a energia solar se caracteriza como inesgotável - e é considerada uma alternativa energética muito promissora para enfrentar os desafios da expansão da oferta de energia com menor impacto ambiental.
As aplicações práticas da energia solar podem ser divididas em dois grupos: energia solar fotovoltaica, processo de aproveitamento da energia solar para conversão direta em energia elétrica, utilizando os painéis fotovoltaicos e a energia térmica (coletores planos e concentradores) relacionada basicamente aos sistemas de aquecimento de água.
As vantagens da energia solar, ficam evidentes, quando os custos ambientais de extração, geração, transmissão, distribuição e uso final de fontes fósseis de energia são comparadas à geração por fontes renováveis, como elas são classificadas.
SOLAR FOTOVOLTAICA
SOLAR TÉRMICA
A radiação solar no país varia de 8 a 22 MJ/m2 durante o dia, sendo que as menores variações ocorrem nos meses de maio a julho, quando a radiação varia entre 8 e 18 MJ/m2. Ainda de acordo com o resultado dos estudos, o Nordeste brasileiro é a região de maior radiação solar, com média anual comparável às melhores regiões do mundo, como a cidade de Dongola, no deserto do Sudão, e a região de Dagget, no Deserto de Mojave, Califórnia, EUA.
Energia Solar no Programa Minha Casa Minha Vida do Governo Federal 
Beneficiados pelo "Minha casa, minha vida" poderão pagar menos pela luz que consomem, a partir do ano que vem. O Ministério das Cidades confirmou, nesta segunda-feira, que as unidades do programa habitacional do governo federal receberão placas para captação de energia solar, que será convertida em energia elétrica. Se o consumidor gastar menos do que for gerado, a sobra dessa energia será devolvida à rede, e ele terá descontos de até 50% na fatura.
Vantagens da energia solar
A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas de controlo existentes atualmente.
As centrais necessitam de manutenção mínima.
Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável.
A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão.
Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética sua utilização ajuda a diminuir a procura energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão.
Desvantagens da energia solar
Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.
Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de Inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade.
As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), e a energia hidroelétrica (água).
Os painéis solares têm um rendimento de apenas 25%.
BIOCOMBUSTÍVEIS
Os biocombustíveis são considerados fonte de energia limpa e renovável e estão disponíveis em grande abundância na natureza, além de serem produzidos em grande e pequena escala pela agricultura moderna.
Biocombustível é qualquer combustível originado de espécies vegetais - isto é, que tem origem biológica, desde que não tenha passado por processo de fossilização. De acordo com a definição técnica da Lei nº 9.478, de 6 de agosto de 1997, biocombustível é todo combustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna; ou, conforme regulamento, para outro tipo de geração de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil.
Fonte de energia renovável, o biocombustível pode ser produzido a partir de diversas espécies vegetais, como a cana-de-açúcar; de plantas oleaginosas - como a soja, o milho, a canola, o babaçu e a mamona, por exemplo -; e de biomassa florestal.
Há vários tipos de biocombustíveis: bioetanol, biodiesel, biogás, biomassa, biometanol - estes os mais utilizados -, bioéter dimetílico, bio-ETBE, bio-MTBE, biocombustíveis sintéticos e biohidrogênio.
Os Biocombustíveis têm a tendência à expansão devido as mudanças climáticas, segurança energética, necessidade crescente de combustíveis e ausência de outras alternativas no curto prazo.
Como ganho na área ambiental ressalta-se as emissões evitadas de CO2 no transporte rodoviário que foi de 13 milhões de toneladas de CO2, desde 1990. Entre 2008/2017 a substituição do etanol à gasolina deverá evitar o lançamento de aproximadamente 508 milhões de toneladas de CO2, e a utilização de biocombustíveis em substituição aos combustíveis fósseis deverá evitar o lançamento de 570 milhões de toneladas de CO2.
Segundo a CONAB, a área atual ocupada por lavouras de cana-de açúcar é de 8,9 milhões de ha, inferior aos 21,3 milhões de ha de soja e 200 milhões de ha de pastagem. A produção de etanol foi de 23 bilhões de litros na safra 2006/07 e de 27,08 bilhões de litros na safra 2007/08, com aumento da área plantada em SP, MG, GO, MS, MT.
Vantagens:
- Menor emissão de monóxido de carbono na atmosfera;
- É possível ter o controle da matéria prima, pois pode plantar mais, caso aumente a demanda, ou até mesmo diminuir a plantação, caso houvesse a diminuição da demanda, ao contrário de combustíveis comuns, onde, para que se aumente a matéria prima (petróleo) são necessárias novas buscas e novos poços de captação, o que gasta uma quantia extremamente maior;
- Excelente investimento para o Brasil, pois o país tem um grande potencial de plantação, no caso, para matérias primas;
- Aumento da vida útil dos motores.
Desvantagens:
- Diminuição da biodiversidade;
- Risco de contaminação do solo e do ar, com o uso indeterminado de agrotóxicos e fertilizantes nas plantações;
- Quantidade elevada do uso de recursos hídricos do mundo;
- Alto custo de produção;
- Os biocombustíveis ainda tem muito para crescer, no momento, apenas aproximadamente 5% dos combustíveis seriam biocombustíveis, todo restante ainda seria combustível comum, tornando então, suas benéficas reduzidas e não causando tanta diferença, como citados em vantagens.
BIOMASSA
Pode ser considerado biomassa todo recurso renovável que provêm de matéria orgânica - de origem vegetal ou animal - tendo por objetivo principal a produção de energia.
A biomassa é uma forma indireta de aproveitamento da luz solar: ocorre a conversão da radiação solarem energia química por meio da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos.
Principais fontes de biomassa
- Biomassa de cultivos agrícolas
Entre as biomassas de cultivos agrícolas, o bagaço e a palha de cana são consideradas algumas das mais importantes no contexto da agricultura brasileira, sendo aproveitadas em caldeiras para gerar energia nas usinas, além do excedente energético ter a possibilidade de ser acrescido ao sistema elétrico. Além dos resíduos provenientes da cultura da cana-de-açúcar, a grande maioria das culturas brasileiras gera biomassa que podem ser utilizadas para a geração de energia. No entanto grande parte é queimada ou retorna ao solo através da incorporação dos restos de cultura. Podemos citar outros resíduos tais como: a casca de arroz, cascas de castanhas, coco da Bahia, coco de babaçu e dendê, cascas de laranjas, etc.
- Biomassa de origem vegetal
Parte da demanda energética brasileira ainda é atendida pela queima de madeira. De acordo com o LPF/Ibama, os cerca de 50 milhões de metros cúbicos de madeira em tora extraídos por ano na região amazônica produzem apenas 20 milhões de metros cúbicos de madeira serrada. Do total, aproximadamente 60% é desperdiçado nas serrarias durante o processamento primário. Em geral, mais 20% são desperdiçados no processamento secundário, gerando um imenso volume de resíduos.
No Brasil, existe ainda muito resíduo proveniente da atividade florestal sendo desperdiçado, podendo, se bem utilizado, significar um acréscimo na geração de energia principalmente para comunidades que não são beneficiadas pelo sistema elétrico nacional.
Vantagens da utilização da Energia a Biomassa
É uma energia renovável;
É pouco poluente, não emitindo dióxido de carbono;
É altamente fiável e a resposta às variações de procura é elevada;
A biomassa sólida é extremamente barata, sendo as suas cinzas menos agressivas para o ambiente;
Verifica-se uma menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos, etc.).
Desvantagens da utilização da Energia a Biomassa
Desmatamentos, além da destruição de habitats;
Possui um menor poder calorífico quando comparado com outros combustíveis;
Os biocombustíveis líquidos contribuem para a formação de chuvas ácidas;
Dificuldades no transporte e no armazenamento de biomassa sólida.
 
BIOMASSA CONTIDA NOS RESÍDUOS SÓLIDOS 
 
URBANOS
Para fazer um diagnóstico do manejo de resíduos sólidos urbanos (RSU) no Brasil, o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) de 2005 considerou uma amostragem que envolveu todos os munícipios brasileiros acima de 3 milhões de habitantes - mas apenas 2% daqueles abaixo de 30.000 habitantes - em que a presença de lixões é predominante.
Segundo o estudo "Gestão de Resíduos no Brasil: uma visão geral", publicado pela Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (Abrelpe) em 2007, a quantidade de RSU coletado no Brasil foi de 164.774 ton/dia, contra um total de 173.524 ton/dia gerados - o que indica uma boa eficiência global de coleta. Contudo, a destinação muitas vezes é inadequada, em especial nos municípios menores, onde predominam os lixões.
Existem iniciativas bem-sucedidas na reciclagem de materiais como latas de alumínio e vidros, mas a destinação da matéria orgânica permanece, em geral, uma questão mal equacionada. Os RSU no Brasil são ricos em matéria orgânica - cerca de 50% a 60% - o que ofereceria oportunidades importantes na geração de energia e na compostagem, em vez da solução geralmente aceita, que é a disposição em aterros sanitários. Em países desenvolvidos, as diretrizes são opostas, pois o Landfill Directive da União Européia (UE) já recomendava a redução drástica do envio de materiais biodegradáveis para aterros sanitários até o ano de 2006, com o objetivo de erradicar totalmente o aterramento desses materiais. Na UE, a potência instalada a partir de RSU em 2000 era de 8.800 MW (8.8 GW).
O uso para outros fins de áreas antes utilizadas como aterros sanitários é problemático - pois as emissões de metano podem perdurar até por cem anos, criando problemas de segurança (explosões, etc.).
Se considerado o valor mais conservativo, teríamos 82 mil ton/dia de matéria orgânica no RSU. Se considerada a possibilidade de fermentação anaeróbia, tem-se a geração de 350 a 500 m3 de gás metano/ton, o que complementaria a demanda brasileira por gás combustível, do qual a principal fonte é o gás natural, com inconveniente dependência de fornecedores externos, além de se tratar de um recurso não-renovável.
Outra possibilidade é a incineração direta do resíduo, que gera um mínimo de 0,4 MW/ton. Se consideradas as 82 mil ton/dia, obter-se-ia uma potência de 1,36 GW. Desse modo, a incineração é um processo mais eficiente do que a geração por fermentação anaeróbia, mas apresenta o desafio de remoção de poluentes orgânicos persistentes (POP), objeto da Convenção de Estocolmo. Essa remoção é tecnicamente viável com a adoção de sistemas de tratamento de gases eficientes, com a possibilidade de conversão catalítica de poluentes.
Biomassa do esgotamento sanitário
Segundo estudo do IBGE publicado em 2000, no ano de 1989 apenas 47,3% dos municípios brasileiros dispunham de esgotamento sanitário. Onze anos mais tarde, a situação não melhorou muito: 52,2% dispondo desses serviços. Em geral, quanto maior a população do município, maior a proporção de domicílios atendidos. As diferenças regionais são marcantes: apenas 7,1% dos municípios da região Sudeste não dispõem desse serviço, diante de 92,9% dos municípios da região Norte.
Se a cobertura do serviço é reduzida e o tratamento pouco abrangente, a situação se agrava quanto à destinação final. Dos municípios que dispõem de esgotamento, um terço tratam esse efluente, ao passo que a maioria (dois-terços) despejam o material in natura no meio ambiente - geralmente em rios -provocando impactos ambientais negativos já bem conhecidos.
Ainda segundo o IBGE, o volume total de esgotos no Brasil atinge 14,5 milhões de m3/dia, o que resulta em 5,2 bilhões de m3/ano. Se essas informações forem cruzadas com dados qualitativos de Pereira Lima e Oliveira, o teor médio de sólidos no esgotamento sanitário é 0,1%, dos quais 70% são de matéria orgânica (m.o.). Se considerada uma densidade de 0,8, o resultado é um total de 2,9 milhões ton m.o./ano.
Da mesma forma que é possível realizar a digestão anaeróbia do efluente de esgoto, além de priorizar a universalização do serviço, pode-se gerar biogás a partir da fermentação anaeróbia, produzindo metano para geração de energia elétrica ou uso veicular. Pode-se dar destinação diferenciada ou não ao lodo e ao efluente aquoso.
ENERGIA MAREMOTRIZ
 
Existem diversas maneiras de se aproveitar a energia proveniente dos oceanos. Assim como a que se origina dos ventos e do sol, a energia vinda das águas dos oceanos - por meio da energia térmica e da energia contida no fluxo das marés, nas correntes marítimas e nas ondas - é classificada como limpa e auto-sustentável.
A energia maremotriz é uma forma de produção de energia proveniente da movimentação das águas dos oceanos, por meio da utilização da energia contida no movimento de massas de água devido às marés. Dois tipos de energia maremotriz podem ser obtidas: energia cinética das correntes devido às marés; e energia potencial pela diferença de altura entre as marés alta e baixa.
O sistema de maremotriz é aquele que aproveita o movimento regular de fluxo do nível do mar (elevação e abaixamento). Funciona de forma semelhante a uma hidrelétrica: uma barragem é construída, formando-se um reservatório junto ao mar; quando a maré enche, a água entra e fica armazenada no reservatório, e, quando baixa, a água sai, movimentando uma turbina diretamente ligada a um sistema de conversão, gerando assim eletricidade.
A primeira usina maremotriz do mundo foi construída em La Rance, na França, em 1966. Hoje, essa forma de geração de energia é utilizada principalmente no Japão, na Inglaterrae no Havaí - mas há usinas maremotrizes em construção ou em fase de planejamento no Canadá, no México, no Reino Unido, nos EUA, na Argentina, na Austrália, na Índia, na Coréia e na Rússia.
Para a implementação desse sistema, é necessária uma situação geográfica favorável e uma amplitude de maré relativamente grande, que varia de local para local. O Brasil apresenta condições favoráveis à implementação desse sistema em locais como o litoral maranhense, em que a amplitude dos níveis das marés chega a oito metros. Os estados do Pará e do Amapá também apresentam condições favoráveis. Apesar disso ainda não há nenhuma usina maremotriz no Brasil.
A utilização deste tipo de energia poderá ser uma opção para um futuro bem próximo, porém devem ser levados em conta, neste tipo de empreendimento, os possíveis impactos ambientais associados à construção das usinas, além da necessidade de análise econômica da viabilidade do sistema.
Vantagens
- É uma fonte de energia limpa e renovável.
- É uma alternativa para países que por diversos motivos não podem gerar energia elétrica através de outras formas.
Desvantagens
- Necessidade de ter uma situação geográfica favorável, ou seja, presença de marés no litoral e desnível no solo do oceano.
- A implementação do sistema de uma usina maremotriz ainda é caro em relação ao sistema de hidrelétrica. Assim, a relação custo/benefício ainda não é vantajosa para muitos países.
- Pode ocorrer impacto ambiental na implantação do sistema, principalmente com relação ao ecossistema marinho.
- Baixo aproveitamento energético.
HIDROGÊNIO
O hidrogênio como combustível e fonte de energia está sendo pesquisado em vários países do mundo, constituindo uma terceira geração de combustíveis cuja entrada em operação comercial é prevista para o pós-2030.
O hidrogênio apresenta algumas vantagens: traz benefícios ambientais (em sua combustão gera apenas vapor d'água como subproduto, e não compostos de carbono que causam emissões de gases de efeito estufa); e é um recurso ilimitado (que, combinado com o oxigênio, na forma de água, existe em grande quantidade).
Mas há algumas barreiras à expansão do uso do hidrogênio como combustível e fonte de energia: não se trata de um combustível primário (não é encontrado na natureza em estado puro, em quantidade significativa); há dificuldades em seu armazenamento para uso veicular (é um composto de baixíssima densidade, que ocupa muito volume, mas uma alternativa é o seu armazenamento na forma de hidretos, compostos instáveis que o liberam lentamente); sua produção a partir de recursos renováveis ainda não é economicamente competitiva; e as tecnologias para eliminação completa de carbono do ciclo produtivo ainda estão em desenvolvimento.
As principais rotas hoje existentes para a produção do hidrogênio são reforma do gás natural ou de etanol; gaseificação de carvão ou biomassa; eletrólise da água; rotas fermentativas; e processos combinados, como energia solar associada à eletrólise.
Assim, considerando-se o ciclo completo, as rotas comerciais atuais não prescindem do elemento carbono, e, em geral, usam insumos de origem fóssil. A produção de hidrogênio para uso industrial, que tem como um dos principais mercados a produção de amônia, intermediário de fertilizantes, é bem conhecida e feita por processo de reforma de gás natural, rico em metano.
A reação de reforma a vapor é: CH4 H2O = CO 3 H2
A produção de hidrogênio via eletrólise também é usada no Brasil, diretamente ou como subproduto de outros processos eletrolíticos, como a produção de cloro e soda, mas seu custo é elevado em comparação com o processo de reforma, portanto preenche nichos de mercado.
Um processo em fase de desenvolvimento que eliminaria por completo os compostos de carbono do ciclo global é o processo combinado de eletrólise da água por meio de energia solar: heliotérmica, por espelhos concentradores de energia.
Uma vez vencida a etapa da síntese do hidrogênio, a geração de energia é feita a partir de células de combustível, que se baseiam no processo inverso ao de eletrólise da água - isto é, reage-se hidrogênio com o oxigênio do ar, gerando água e energia. O processo é antigo, datando de mais de 150 anos, mas tem sido objeto de muitas pesquisas e melhoramentos recentes.
Vantagens 
Elemento químico mais abundante;
Grande densidade energética;
Não é tóxico;
Subprodutos de reação que são regeneráveis;
Reduzida emissão de gases que provocam o efeito de estufa;
Redução da poluição sonora, pois as células de hidrogénio trabalham silenciosamente;
Menor emissão de partículas para a atmosfera, como fumos e poeiras;
Desenvolvimento económico, crescimento e criação de postos de trabalho;
Grande utilidade a nível dos transportes.
Desvantagens
Tecnologia dispendiosa;
Não se encontra isolado na Natureza;
Dependência de hidrocarbonetos, petróleos e seus derivados;
Inexistência de boa relação preço-eficiência;
Necessidade de utilização de metais nobres;
Problemas e custos associados ao transporte e distribuição.
GEOTÉRMICA
No Brasil, a energia geotérmica é utilizada apenas na forma de água aquecida, como no caso dos parques termais de Caldas Novas (GO) e Poços de Caldas (MG).
Como o terreno brasileiro é bastante antigo, não possui formações que tornam possíveis as rochas derretidas ou magma estarem mais próximas à superfície. Sendo necessário mais trabalho, estrutura e gastos para atingir um nível considerado suficiente para a produção.
Porém, o Brasil possui as duas maiores reservas de água doce subterrânea do mundo: Aquífero do Guarani e Aquífero Alter do Chão. A temperatura dessas águas são classificadas como fontes geotérmicas de baixas 
 
temperaturas – entre 35o e 148oC –, podendo ser utilizadas para aquecimento de água em residências e sistemas de calefação. Porém, o último estudo completo concluiu em 1984 que o Brasil não possui o potencial necessário para produção de energia geotérmica.
Nos últimos anos, com base em novos dados preliminares, o tema voltou em pauta e o Brasil tem feito acordos com a Alemanha a respeito de fontes alternativas de energia, e a geotérmica está entre elas. O deputado Rogério Peninha Mendonça propôs, esse ano, a criação de uma Frente Parlamentar para fomentar incentivos governamentais na área geotérmica brasileira. Ele afirma que existem vários pontos no Brasil capazes de gerar energia com apenas 300 ou 400 metros de perfuração com auxílio de nanoestruturas que aumentam o armazenamento de calor, recentemente descobertas nos EUA.
A energia geotérmica anda a passos lentos e é bastante discutida mundialmente por conta de possíveis riscos de terremotos que podem ser provocados pela rachadura das pedras.
As Vantagens são... 
A energia geotérmica é inesgotável;
Não é poluente;
Não ocupa grandes áreas como por exemplo, a hidroelétrica;
As usinas geotérmicas serão constituídas nos grandes centros, dispensando as redes de transmissão de energia elétrica;
A energia geotérmica é das mais seguras e de fácil manutenção. 
Por sua vez, as desvantagens são...
O odor desagradável, a natureza corrosiva e as propriedades nocivas do ácido sulfídrico (H2S) são as causas mais preocupantes;
Poluição sonora que afetaria toda a população vizinha do local de instalação ao local de instalação da usina, pois, para a perfuração do poço é necessário o uso de maquinaria semelhante ao usado na perfuração de poços de petróleo.